Жоғары көлемді металл штампылау автомобиль: Инженерлік және сатып алу нұсқауы

ҚЫСҚАША

Жоғары көлемді металдық созу арқылы автомобиль өндірісі заманауи көлік құралдарын шығарудың негізі болып табылады және миллиондаған дәл компоненттерді едәуір аз қатемен шығаруға мүмкіндік береді. Мамандандырылған прогрессивті үстем және жоғары жылдамдықты штамптеу технологияларын пайдалану арқылы өндірушілер минутына 1500-ден астам соққы жылдамдыққа жетіп, 0,001 дюймге дейінгі дәлдікті сақтай отырып, өндіруі мүмкін. Бұл процесс ауа жастықтарының сенсорлары мен мыс шинадан жасалған электромобильдердің (EV) жаңа компоненттері сияқты қауіпсіздікті қамтамасыз ететін бөлшектерді жасау үшін маңызды.

Автомобиль инженерлері мен сатып алу басшылары үшін IATF 16949 стандартына сәйкес сертификатталған серіктестерді таңдау сәттіліктің кілті болып табылады IATF 16949 advanced High-Strength Steels (AHSS) және жеңілдету үшін алюминий сияқты материалдарға өтуге бағытталған стандарттар. Терминалдар, бекітулер немесе күрделі шығатын жолдарды сатып алу үшін дұрыс жоғары көлемді тегістеу стратегиясы өлшемдік экономия арқылы бірлік баптарды оптималдандырады және глобалдық автомобиль сапасының қатаң талаптарын қамтамасыз етеді.

Жоғары көлемді өндіріс технологиялары

Миллиондаған бірдей, ақаусыз бөлшектердің қажеттілігі автомобиль өнеркәсібінде экстрем жылдамдықты микроскопиялық дәлдікпен теңестіретін өндіріс технологияларын талап етеді. Мұның негізгі әдісі Прогрессивті штамптау бұл процесте үздіксіз металл жолақ престе орналасқан бірнеше станциялар арқылы жіберіледі. Престің әрбір жүрісі кезінде әрбір станция қиғыш, иілу, тесу немесе монеталау сияқты нақты бір операцияны бір уақытта орындайды. Жолақ алға қарай жылжыған сайын бөлшек постепенно пішінге енеді де, соңғы станцияда еркін қиылып шығарылады. Бұл әдіс кезеңдердің арасында қолмен ұстауды қажет етпей, күрделі геометриялық пішіндерді өндіруге мүмкіндік беретіндіктен, жоғары көлемді өндіріс үшін өнеркәсіптің стандарты болып табылады.

Қазіргі заманғы көліктердегі электрлік компоненттерге деген аса үлкен сұранысты қанағаттандыру үшін Жоғары жылдамдықты штамптеу болмауға келмейтін маңызы бар болып табылады. Алдыңғы қатарлы өндірушілер минутына 1500 жүріс жылдамдықпен жұмыс істеуге қабілетті Брудер престері сияқты арнайы жабдықтарды пайдаланады. Аталған Wiegel , бұл мүмкіндік циклдық уақыт тікелей коммерциялық тиімділігіне әсер ететін терминалдар мен коннекторлар сияқты күрделі бөлшектердің миллиондаған данасын шығару үшін маңызды. Мұндай жылдамдықпен мыс қорытпаларын және экзотикалық металдарды штамптау EV қуат жүйелеріне арналған жоғары көлемді тапсырыстарды уақытылы орындауға мүмкіндік береді.

Тағы бір технологиялық секіріс болып Серво престік технология енгізу болып табылады. Дәстүрлі механикалық престердің тұрақты әйналушы доңғалақ циклына қарсы, серво-престер жүрістің барлық кезеңінде штоктың жылдамдығы мен орнын толық бақылау үшін жоғары моментті электр қозғалтқыштарды пайдаланады. Бұл қиын материалдардағы серпімділікті азайту үшін жүрістің төменгі нүктесінде "тоқтауды" немесе трещинаны болдырмау үшін жылдамдықты реттеуді мүмкін етеді. Automation Tool & Die (ATD) 330-ден 700+ тоннаға дейінгі серво-престер күрделі геометриялар мен жоғары беріктік материалдарын пішіндеуге қатысады, олар стандартты механикалық престерде жұмыс істемейді деп атап өтеді.

Негізгі автомобиль компоненттері мен ЭК-ке өту

Ішкі жану қозғалтқыштардан (ICE) электр көліктерге (EV) өту бірінші деңгейлі және OEM сатып алушылардың қажет ететін түрлі тегіршектенген бөлшектердің түрлерін негізгі түрде өзгертті. Дәстүрлі ICE көліктер жоғары көлемде отын бүрку бекітулері, шығару аспалары және трансмиссиялық белдемдерін талап етсе, электр көліктердің саласы электр өткізгіштігі мен жылу басқарудың басымдығын қажет етеді. Шиналар қазір батареялық ұялар, және қорғаулар ең жоғары көлемді тегіршектенген бөлшектердің бірі болып табылады. Бұл бөлшектер жиі бетінің өңделуін зақымдамайтындай темір мен темір қорытпаларын өңдеу үшін арнаулы құралдарды талап етеді, бұл электрлік өнімділік үшін өте маңызды.

Қауіпсіздіктің маңызды бөлшектері барлық түрлі көліктер үшін тұрақты көлемдің қозғалтқышы болып қалады. Мыналар сияқты бөлшектер белдемшек үйлері , ауа жастықтарының тірегі және тежеу жасау бөлшектері жоғары соққы күштерін және қатаң шаршау сынақтарын шыдайтын болуы керек. Xometry осындай қолдануларда дәл тегістеулердің маңызды болып табылатынын, олар масштаб бойынша құюға немесе өңдеуге қол жеткізуге болмайтын қайталануды қамтамасыз етеді. Мысалы, тегістелген ауа жастығының сүйеніші миллисекунд ішінде дәл жобаланғанша жұмыс істеуі тиіс; бес миллион бірлікті шығару кезінде өлшемдік ауытқуларға мүлдем орын жоқ.

Сыртын азайту компоненттердің конструкциясына әсер ететін тағы бір басым тенденция. Іштен жану қозғалтқышы бар көліктердегі отынның пайдалы әрекет коэффициентін жақсарту және электрокөліктердегі қозғалыс қашықтығын ұзарту үшін инженерлер ауыр болат конструкциялардың орнына тегістелген алюминий немесе жұқа, берік болат маркаларын қолданады. Бұл өзгеріс шикізатты тегістеу кезінде сынғыштық пен шайқалуға бейім болған алюминийді қолдану арқылы өндірістік қиындықтар туғызады. Тәжірибелі тегістеушілер шасси мен ақ корпус қолданылуы үшін қажетті конструкциялық бүтіндікті сақтай отырып, материалдың тегіс ағуын қамтамасыз ету үшін алдыңғы қатарлы сұйық майлау заттарын және жоғары дәлдіктегі матрицаларды қолданады.

Автокөліктерді тегістеудегі материалдар ғылымы

Жоғары көлемді тегістеудегі материалды таңдау енді жұмсартылған болатпен шектелмейді. Қауіпсіздік пен әсер етушілікті арттыру мақсатымен Болаттың жоғары беріктік сорттары (AHSS) . Бұл материалдар өте жоғары созылу беріктігін ұсынады, инженерлердің қауіпсіздікті қиғана қалдырмай-ақ салмақты үнемдеу үшін жұқа қабықшаларды пайдалануына мүмкіндік береді. Дегенмен, AHSS өндіріс кезінде пайда болатын экстремалды тозуға төзуге карбид сияқты әлдеқайда жоғары тоннажды престер мен мықты құрал-жабдық материалдарын қажет етеді. Металл иілгеннен кейін бастапқы пішініне қайта оралуға тырысатын «серпімді оралу» әсері AHSS-те күштірек байқалады, материалды дәл асыра иілу үшін күрделі матрица инженерлігін талап етеді.

Қозғалтқыштың электрлендіруі үшін, Мыс және қола құймалар жоғары электр өткізгіштігіне байланысты маңызды рөл атқарады. Бұл жұмсақ металдар өзгеше қиындықтар тудырады; олар өте пластикалық, бірақ оңай сызылады немесе деформацияланады. Мыс терминалдарын жоғары жылдамдықпен штамптау кезінде жиі дөңгелектің ішіндегі бақылау жүйелері қолданылады, әлсіз контактілік беттерді бүлдіруі мүмкін болатын қалдықтар мен ластануларды анықтау үшін. Сонымен қатар, көптеген EV компоненттері алдын-ала капталған материалдар (мысалы, қалайы немесе күміспен капталған мыс) өткізгіштікті және коррозияға төзімділікті арттыру үшін қажет. Бұл маңызды капталған қабаттарды жоймайтындай етіп бөлшекті пішіндеу үшін штамптау процесі жеткілікті дәрежеде жұмсақ болуы керек.

Алюминий құрылымдық және косметикалық қолданыстарда қалыптау өсуін жалғастырып келеді. Ол салмаққа шаққандағы беріктік көрсеткішін жақсы көрсетсе де, алюминий темірге қарағанда кернеуде өзгеше мінез-құлық танытады. Оның пішіндеу шектері төменірек және сынбау үшін нақты иілу радиусы қажет. Алюминий бөлшектерді таза, шетінде жиектері болмауы үшін соққыш пен матрица арасындағы саңылауды өте ұқыпты бақылау керек — әдетте темірге қарағанда тығызырақ болады, олар жылулық экрандарда, тіреулерде және безендіру жолақтарында қолданылады.

Сапа стандарттары мен ақаусыздық талабы

Автокөлік секторында сапа сертификаттары міндетті емес қосымша элементтер емес, олар — жұмыс істеуге рұқсат. IATF 16949 автомобиль өнеркәсібі үшін глобалдық техникалық спецификация мен сапа басқару стандарты. Бұл ISO 9001 жалпы талаптарынан әлдеқайда асып түседі, қатаң тәуекелдерді басқару, ақауларды алдын алу және жеткізуші тізбектің біркелкілігін талғау. Бұл сертификаты жоқ өшірмелеу кәсіпорындары әдетте Tier 1 немесе OEM клиенттерге өнім жеткізе алмайды. Бұл стандарт «ақаусыз» ойлау тәсілін қолдайды, мұнда мақсат тек жарамсыз бөлшектерді анықтау емес, олардың жасалуын мүлдем болдырмау.

Жоғары көлемді өшірмелеу кәсіпорындар осыны қолданады Өндірістік бөлшекке қабылдау процесі (PPAP) және Кеңейтілген Мамандық Сапалық Планирование (APQP) . PPAP өндірістік процестің нақты өндіріс жұмысы кезінде ұсынылған өндіріс жылдамдығында тұрақты түрде өнім шығаруға қабілеті бар екенін растайды. Бұл бірнеше жүз бірінші бөлшектерді өлшеу мен құжаттауға қатысады, әдетте Cpk (процестің қабілеті) талдауын қолданып статистикалық тұрақтылықты дәлелдейді.

Зауыт жерінде технология бұл стандарттарды қолдайды. JV Manufacturing автоматтандырылған көру жүйелері мен матрицалық сенсорлардың жоғары жылдамдықта сапаны ұстауда маңызды рөл атқаратынын түсіндіреді. Бұл сенсорлар престің тоннаждығын, бөлшектердің шығарылуын және өлшемдік дәлдікті нақты уақыт режимінде бақылайды. Егер бөлшек миллиметрдің бірнеше үлесіне ғана ауытқыса немесе егер слаг дұрыс шығарылмаса, жүйе құрал-жабдықтардың зақымдануын болдырмау және күдікті бөлшекті бөліп алу үшін дерhal престі тоқтатады. Бұл 100% тексеру мүмкіндігі автомобиль жинақтау жолдары талап ететін бөлшектердің миллиондаған сапа деңгейін қамтамасыз етудің жалғыз жолы болып табылады.

Шығындарға әсер ететін факторлар және стратегиялық сатып алу

Жоғары көлемді тегістеудің экономикасы мыналармен анықталады масштабтық экономика прогрессивті қалыптарға (қатты құрал-жабдық) алғашқы салымдар ондаған немесе жүз мың долларға дейін жетуі мүмкін, бірақ бұл шығын бағдарламаның барлық мерзіміне бөлінеді. Әр жылы 5 миллион данадан шығатын бөлшек үшін, 50 000 долларлық қалып бір дананың құнына тек бір центті ғана қосады. Керісінше, прототиптеуге сәйкес келетін төменірек құны бар «жұмсақ құрал» әдісін қолдану әр дананың құнын өте жоғарылатып және жеткізу уақытын баяулатып тастайды. Сатып алу топтары бұл факторларды теңдестіруі керек және жиі құрал-жабдыққа салымдарды оправдациялау үшін ұзақ мерзімді келісімдерге міндеттеледі.

Тиімді сатып алу стратегиясы жеткізушінің масштабтау қабілетін де қарастырады. Көптеген автомобильдік бағдарламалар массалық өндіріске дейін тез айналып кетуді талап ететін прототиптеу сатысынан басталады. Бастапқы растаудан массалық өндіріске дейін тегін ауысуын талап ететін бағдарламалар үшін, сияқты жеткізушілер Shaoyi Metal Technology 50 прототиптан бастап миллиондаған маңызды бөлшектерге дейінгі масштабта 600 тонналық престер мен IATF 16949 сертификатталған дәлдікті пайдалана отырып, интеграцияланған шешімдер ұсынады. Тәуелсіз тараптың толық автомобиль саласындағы штамптау мүмкіндіктерін бағалау даму кезеңіндегі икемділік пен жеткізу кезеңіндегі мықты өндірісті қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Соңғы бағаның факторларына материалды пайдалану және цикл уақыты жатады. Жақсы әзірленген прогрессивті матрица бір жолақтағы бөлшектер санын (материал шығымы) максималды арттырып, қалдықтарды минимизациялайды. «Жақын-желілік пішін» штамптау механикалық өңдеу сияқты қосымша операциялардың қажеттілігін азайтып, шығындарды одан әрі төмендетеді. Баға сұрау кезінде толық CAD деректерін, жылдық көлем болжамын және нақты құйма маркаларын ұсыну штамптаушыға ең тиімді жолақ орналасуын жобалауға мүмкіндік береді, бұл тікелей бөлшек бағасына әсер етеді.

Қозғалыстың болашағын жобалау

Автокөлік саласының электрлендіруге және автономды жүйелерге қарай ығысуымен жоғары көлемді металл штамптаудың рөлі одан сайын маңызды болып отыр. Саланың қарапайым металл пішіндеуден дәлдік, материалдар ғылымы және жылдамдық бірігетін күрделі, интеграцияланған өндіріс аймағына шығуы орын алып отыр. IATF 16949 талаптарын серво және жоғары жылдамдықты технологиялармен ұштастыратын әзірлеушілер ғана келесі ұрпақ көлік архитектурасын сәтті қолдауға қабілетті болады. Сатып алушылар мен инженерлер үшін негізгі назар техникалық біліктілікті тексеруге аударылуы керек — таңдалған жеткізушінің тек қана көлемі емес, сонымен қатар миллиондаған рет қате тусыз жұмыс істеу мүмкіндігінің бар-жоғын қамтамасыз ету.

Жиі қойылатын сұрақтар

прогрессивті матрицалық штамптеу мен трансферлі матрицалық штамптеу арасындағы айырмашылық қандай?

Прогрессивті өшірме тиесіздік металдың үздіксіз таспасын бір ғана қалыптағы бірнеше станциялар арқылы жетектеу арқылы жұмыс істейді, осылайша кіші, жоғары көлемді бөлшектер үшін тезірек және құнынан асыра алды. Тасымалдау үшін өшірме таспаға бөлшекті ерте бөліп алып, оны жеке қалыптау станциялары арасында механикалық тасымалдау қажет. Тасымалдау қалыптары көбінесе таспаға бекітілген кезде жасау мүмкін емес күрделі пішіндеу амалдарын қажет ететін үлкен бөлшектер үшін (мысалы, рамалар немесе қаптамалар) пайдаланылады.

2. Металл өшірмелеу үшін IATF 16949 сертификациясы неге маңызды?

IATF 16949 автомобиль саласына арналған нақты сапа басқару стандарты болып табылады және ақаулардың алдын алуға, жеткізуші тізбектің тұрақтылығына және үздіксіз жақсартуға назар аударады. Металл өшірмелеу компаниясы үшін, осы сертификацияның болуы олардың автомобильдің қауіпсіздікке қатысты компоненттерінде істен шығудың алдын алу үшін қажетті қатаң үрдіс бақылау, құжаттама (PPAP) және тәуекелді басқару жүйелерінің бар екенін көрсетеді.

3. ЭҚ-дағы матрицалық өңдеуде қандай материалдар ең жиі қолданылады?

Электрлік көлік (EV) матрицалық өңдеуі шиналар, терминалдар және қосылғыштар үшін жоғары электр өткізгіштігіне байланысты мыс және мыс қорытпалары (мысалы, C11000 немесе бериллий мысы) сияқты материалдарды кеңінен пайдаланады. Алюминий батарея қораптары, жылулық экрандар және құрылымдық тіреулер үшін де кеңінен қолданылады, бұл көліктің жалпы салмағын азайтуға және батарея блоктарының ауыр салмағын теңестіруге мүмкіндік береді. Алдыңғы қауіпсіздік компоненттері үшін Күрделі Жоғары Беріктік болаты (AHSS) қолданысы қазір де кең таралған.