Airbagų korpusų štampavimas: giliojo ištraukimo protokolai ir servovaldymo strategijos

TRUMPAI

Stempimo oro pagalvės korpusai reprezentuoja automobilių metalo formavimo aukščiausią lygį, reikalaujant plokščio lakštinio metalo transformavimo į vientisas, didelio slėgio talpas per giliakakštis štampavimas . Skirtingai nei standartiniai laikikliai, šie saugai kritiniai komponentai veikia kaip slėgio induose, todėl reikalinga 1008 šaltai valcuotas plienas arba HSLA rūšys, kad išlaikytų sprogimą sukeliant jėgą be suskaidymo. Gamybos standartas pasislinko link servo varomų spaudų (paprastai 400–600 tonų), kurios leidžia tiksliai reguliuoti stūmoklio greitį – sulėtinti traukimo metu, kad būtų išvengta sienelių storio sumažėjimo, ir pagreitinti atbulinio judesio metu siekiant maksimalaus našumo.

Siekdami užtikrinti defektų nebuvimą gamyboje, geriausi gamintojai integruoja įformos jutiklių technologijos , tokios kaip sandarumo testavimas ir vizualinė apžiūra, tiesiogiai integruojamos į presavimo liniją. Šis požiūris pašalina riziką išsiųsti defektinius vienetus, patvirtinant kritinius matmenis ir slėgio vientisumą dar prieš detalei paliekant presą.

Giliojo ištraukimo mechanika: svarbiausias procesas oro pagalvės korpusams

Oro pagalvių korpusų gamyba – konkretus vairuotojo pusės uždegikliams ir keleivio pusės difuzoriams – beveik visiškai atliekama giliajį ištraukimą naudojant metalo štampavimą. Šis procesas skiriasi nuo standartinio progresyvaus štampavimo tuo, kad detalės gylis dažnai viršija jos skersmenį, sukeliant reikšmingus medžiagos tekėjimo iššūkius. Tikslas – pagaminti „talpyklės“ formos detalę, kurioje būtų talpinamas cheminis degis ir oro pagalvės pagalvė, išlaikant hermetišką sandarą.

Procesas paprastai susideda iš kelių etapų perkėlimo arba progresyvaus štampo sekos: blankavimas, formavimas į puodelį, perdarinėjimas ir glodinimas. Pradinio formavimo į puodelį etape medžiaga įtraukiama į štampos ertmę. Tolimesni perdarinėjimo etapai palaipsniui sumažina skersmenį, tuo pačiu didindami gylį. Svarbiausias inžinerinis iššūkis čia yra valdyti sienelės storis . Kai metalas tekėja į štampą, jis natūraliai plonėja ties spinduliu ir storėja flanelyje. Sėkmingam oro pagalvės korpuso stampavimui reikalingas tikslus tarpelio valdymas, kad sienelės storis būtų griežtose ribose (dažnai ±0,05 mm), užtikrinant, kad korpusas neišsiritų netikėtai aktyvuojant.

Pažangūs gamintojai naudoja tokias technikas kaip žigzaginiai servo padavėjai optimaliau panaudoti medžiagą. Dedant apvalius ruošinius į laiptelinių modelį, gamintojai gali sumažinti atliekų kiekį iki 7 %, kas yra svarbus kaštų mažinimo veiksnys didelės apimties automobilių gamyboje. Šis efektyvumas yra būtinas dėl brangios giliam formavimui pritaikytos plieno rūšies, reikalingos šioms aplikacijoms.

Medžiagos specifikacijos: Plieno rūšys ir kompromisai

Orinių pagalvių korpusams parenkant medžiagą, svarbu išlaikyti pusiausvyrą tarp formuojamumo (plastiškumo) ir temptinės stiprybės. Medžiaga turi būti pakankamai minkšta, kad galėtų patirti stiprų plastinį deformavimą giliojo formavimo metu, nesutrūkstant, tačiau pakankamai stipri, kad veiktų kaip slėginis indas sprogstant orinei pagalvei.

Nors 1008 CRS vis dar yra pramonės standartas dėl jo numanomo giluminio traškinimo, pastebimas ryškus poslinkis link Didelio stiprumo mažos lydinio (HSLA) plienų. Automobilių gamintojai aktyviai siekia lengvų konstrukcijų strategijų, o HSLA leidžia naudoti storesnes sienas nesumažinant talpos stiprumo. Tačiau HSLA kelia gamybos iššūkius; didesnis takumo stipris sukelia padidėjusį atsitraukimą ir greitesnį įrankių susidėvėjimą. Pagal Design News , ankstesnės plieno konstrukcijos reikalavo sudėtingų surinkimų iki penkių išspaudimų ir dešimtys kniedžių, tuo tarpu šiuolaikinė medžiagų mokslas leidžia naudoti labiau integruotas, vientisias giluminio traškinimo formas, kurios sumažina surinkimo taškus ir gedimų riziką.

Pažangios mašinos: Servospaudos ir sparno profiliavimas

Orinių pagalvių korpusų geometrinis sudėtingumas padarė standartines mechanines skriemulinio spaudimo mašinas pasenusiomis aukščiausios kokybės gamybai. Pramonė dabar labai priklauso nuo servo presų technologija . Skirtingai nei mechaniniai presai, veikiantys pastoviu greičio režimu, servo presuose naudojami aukšto sukimo momento varikliai, tiesiogiai varantys ėriko stūmoklį, leidžiantys inžinieriams programuoti slydimo greitį bet kuriame ėrikui taške.

Ši galimybė yra būtina pagaminti oro pagalvių korpusams. Pavyzdžiui, gamintojai gali suprogramuoti pressą, kad jis staigiai sulėtėtų tik tada, kai skaidytuvas paliečia medžiagą, išlaikant lėtą, pastovų greitį giliam ištraukimui skirtame ėriko etape. Šis „švelnus prisilietimas“ leidžia medžiagai tinkamai tekėti, neleidžiant plonėjimo ir trūkinėjimo. Kai detalė jau suformuota, ėriko stūmoklis pagreitėja iki maksimalaus greičio grįžtamajam judesio ciklui. MetalForming Magazine pabrėžia atvejų tyrimus, kai servo presai per vieną ėriką keičia greitį iki septynis kartus, optimizuodami formavimo langą ir išlaikydami didelį ėriko judesių per minutę (SPM) skaičių.

Be to to, servospaudos leidžia naudoti „pavadinimo“ arba „pusės eigos“ režimus, kai stūmoklis negrįžta į viršutinę mirčiai padėtį, žymiai sumažinant ciklo laiką sekliausiems komponentams. Būtent šis tikslus valdymas leidžia nuosekliai gaminti saugumo požiūriu kritiškai svarbias savybes, tokias kaip sprogimo siūlė – išpjauta linija, kuria oro pagalvė pramuša korpusą išsiskleisdama.

Kokybės kontrolė: nulinio broko reikalavimas

Automobilių saugos komponentų srityje statistinis atrankinis patikrinimas nepakankamas; standartas yra 100 % tikrinimas. Defektiniai oro pagalvių korpusai gali sukelti katastrofišką gedimą – arba per lėtą išsiskyrimą, arba suskilti į skeveldras. Todėl šiuolaikinės presavimo linijos integruoja formos viduje esančius jutiklius ir bandymo technologijas technologijas, kurios patvirtina detalės kokybę dar neatidarant formos.

• Formos viduje atliekamas slėgio bandymas: Jutikliai iškart po formavimo patikrina talpos vientisumą, kad aptiktų mikroskopines įtrūkimus arba sienelių plonėjimą, kurie galėtų sukelti nutekėjimus.
• Hidro sprogimo bandymas: Nors šis bandymas paprastai atliekamas neprisijungus prie sistemos ir imant atskirus mėginius, jame korpusas slėgiu iki gedimo, kad būtų užtikrinta, jog jis sprogs suprojektuotu slėgio ribos lygiu ir tinkamoje vietoje.
• Aplinkos apžiūra: Eilutėje integruotos didelio greičio kameros matuoja kritines dimensijas, tokiomis kaip flanšo plokštumas ir tvirtinimo skylių vietos, užtikrindamos beproblemę surinkimą su oro pagalvės moduliu.
• Pritaikytas išgręžimas iš vidaus ir skylių aptikimas: Specialūs kameriniai įrankiai išgręžia šonines skyles dujų generatorių tvirtinimui, o jutikliai patvirtina, kad kiekvienas išspaudžiamas gabaliukas buvo pašalintas (išspaudžiamojo gabaliuko aptikimas), kad būtų išvengta barškėjimo ar užkimšimų.

Pagrindiniai gamintojai, pavyzdžiui, Metalo tekėjimas pabrėžti, kad šios technologijos nėra pridedamos funkcijos, bet yra esminės įrankių konstrukcijos dalys. Aptikdami defektus jų šaltinyje, gamintojai apsaugo OEM klientus nuo didelių finansinių ir reputacinių saugos atšaukimų sąnaudų.

Strateginis tiekėjų parinkimas ir sąnaudų veiksniai

Perkančių išspaudžiamus oro pagalvės korpusus įvertinimas apima ne tik vienetinės kainos vertinimą, bet ir kitus veiksnius. Pagrindiniai išlaidų šaltiniai – įrankiai (progresyviniai arba perkėlimo formos), medžiagų panaudojimo efektyvumas ir sertifikavimas. Perkėlimo formos paprastai brangesnės, tačiau būtinos gilesniems ištraukimams, o progresyvinės formos užtikrina didesnį greitį esant paviršutiniškesniems komponentams.

Šių sudėtingumų valdymui automobilių gamintojai ir Tier 1 tiekėjai dažnai ieško partnerių, kurie galėtų užmegzti ryšį tarp inžinerinio patvirtinimo ir masinės gamybos. Tiems, kurie narpliojasi šioje srityje, Shaoyi Metal Technology visapusiškos spaudimo sprendimai siūlo strateginį pranašumą. Turėdami spaustuvų pajėgumą iki 600 tonų ir griežtai laikydamii IATF 16949 standartų, jie užtikrina reikalingą infrastruktūrą, leidžiančią periti nuo 50 vienetų greito prototipavimo iki milijonų apimties pilnos gamybos, užtikrinant, kad saugos kritiniai reikalavimai būtų įvykdyti jau nuo pirmojo smūgio.

Pirkėjo kontrolinis sąrašas oro pagalvės korpusų gamintojams:

• Našumas tonomis: Ar jie turi 400–600 tonų servospaudus, kad galėtų apdoroti HSLA plieną?
• Formos vidaus apsauga: Ar jutiklių integravimas yra jų standartinio įrankių gamybos proceso dalis?
• Sertifikacija: Ar įmonė sertifikuota pagal IATF 16949 (privaloma automobilių pramonei)?
• Papildomi procesai: Ar jie gali vidiniu būdu atlikti valymą, šlifavimą ir cinkavimą, kad sumažintų logistikos rizikas?

Inžinerinė tikslumo saugai

Orinių pagalvių korpusų gamyba yra sritis, kur susitinka metalurgija, mašinų inžinerija ir matavimo technologijos. Vystantis transporto priemonių saugos standartams ir siekiant lengvesnių bei stipresnių medžiagų, vis didesnė reikšmė tenka giliam traukimui ir servo-valdomam tikslumui. Sėkmę šioje srityje lemia ne tik gebėjimas formuoti metalą, bet ir gebėjimas garantuoti tos formos vientisumą pačiomis ekstremaliausiomis įmanomomis sąlygomis.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Kas yra pagrindiniai orinių pagalvių sistemų, naudojančių šiuos korpusus, gamintojai?

Pasaulinis rinkos segmentas konsoliduotas tarp kelių didelių pirmos lygmens tiekėjų, kurie į komplektinius oro pagalves modulius integruoja išspaudžiamus korpusus. Pagrindiniai dalyviai yra Autoliv, pripažįstamas pramonės lyderiu, taip pat ZF Friedrichshafen AG, Hyundai Mobis, Denso Corporation ir Continental AG. Šios kompanijos nustato griežtas specifikacijas, kurioms turi atitikti spaudimo tiekėjai.

2. Kodėl oro pagalvių korpusams naudojamas gilusis spaudimas vietoj liejimo?

Gilusis spaudimas yra pageidautinas, nes jis gamina detalias su geresne grūdų struktūra ir konstrukcine vientisumu lyginant su liejimu. Išspaudžiama plieno medžiaga pasižymi didesniu tempimo stiprumu ir takštumu, kas būtina slėgio talpai, kuri turi išsiplėsti nesuskeldėjusi. Be to, spaudimas yra žymiai greitesnis ir ekonomiškesnis didelės apimties automobilių gamybos ciklams lyginant su formavimu ar apdirbimu.

3. Koks tipiškas gaminamos oro pagalvių detalių kiekis?

Airbagų korpusai yra didelės apimties komponentai, kurių kasmet dažnai gaminama milijonais. Kadangi beveik kiekvienam šiuolaikiniam automobiliui reikia keleto oro pagalvių (vairuotojo, keleivio, šoninių užuolaidų, kelių), viena žymėjimo linija su aukšto greičio servospaudžiais per pamainą gali pagaminti tūkstančius detalių. Toks kiekis pateisina didelę pradinę investiciją į sudėtingus progresyvius arba perkėlimo formavimo įrankius.