TL;DR

Automobilu stempēšanas ražošanas cikla ilgums galvenokārt ir atkarīgs no formēšanas metodes: Aukstā foltēšana ir nozares standarts lielām sērijām, parasti sasniedzot 20–60 Sitienu Minūtē (SPM) , vai aptuveni 1–3 sekundes uz detaļu. Savukārt Karstā izspiešana (presēšanas cietināšana) ir ievērojami lēnāka, ņemot vērā nepieciešamo izdedzināšanas laiku formas iekšienē, vidēji 10–30 sekundes vienam ciklam , taču nodrošina augstāku stiepes izturību drošības komponentiem.

Ražotājiem efektivitātes mērs bieži tiek salīdzināts ar līderiem, piemēram, Toyota, kur atsevišķas stempēšanas darbības tiek pabeigtas jau pēc 3 sekundēs - Jā. Lai gan aukstās stampēšanas rezultātā karosērijas plāksnes un konstrukcijas daļas var ātri darboties, karstās stampēšanas dēļ ir būtiski izmantot kritiskos stūres un stiprinājumus, lai gan ir ierobežots laiks. Šādu ciklu optimizēšanai ir vajadzīga attīstīta servo preses tehnoloģija un automatizētas pārneses sistēmas, lai samazinātu neizdevīgo apstrādes laiku.

Saldā apdrukāšanas cikla laiks: augstas tilpuma standarts

Saldās stampēšanas metode joprojām ir automobiļu masveida ražošanas pamatā, un tā ir vērtēta par savu spēju ražot detaļas istabas temperatūrā ar ārkārtīgi strauju ātrumu. Šajā procesā tērauda vai alumīnija kārbas tiek ievadītas mehāniskās vai servo presēs, kur tās ātri secina, veido un pierces. Tā kā nav termiskās slīpuma (gaida, kamēr materiāli sasilst vai atdzist), cikla laiku ierobežo tikai preses mehanika un materiāla ievadīšanas ātrums.

Tā kā Toyota ražotāji ir ražotāji, kas ražo ražojumus, kas ir ražoti ar siltu stampēšanu, tie ir ražotāji, kas ražo ražojumus ar siltu stampēšanu. Standarta četru posmu stampēšanas procesā (sākums, izkropļojums, sagrašana un piercing) katrs posms aizņem aptuveni 3 sekundēs pabeigt. Modernā ātrgaitas tandemlīnijas un pārneses preses var to veicināt vēl vairāk. Piemēram, Toyota Motor Manufacturing France preses veikalā tās līnijas darbojas aptuveni 25 triecieni minūtē (SPM) atsevišķām daļām, kas nozīmē cikla laiku tikai 2,4 sekundes uz triecienu. Ja tiek izmantoti divi elementi (divi elementi uz triecienu), izeja efektīvi padziļinās, kas liecina par aukstās formēšanas milzīgu caurlaidību.

Progresīvais die vs. pārnesuma die ātrumi

Saldkrūtu iespiedē, rīkles stratēģija būtiski ietekmē cikla laiku:

• Progresīvā štancēšana ar matricām: Šī ir ātrākā metode, ideāla mazākiem, sarežģītākajiem daļām, piemēram, brekātiem un stiprinātājiem. Metāla slānis nepārtraukti tiek ievadīts caur vienu formātu ar vairākām stacijām. ātrums var viegli pārsniegt 6080 SPM jo daļa paliek piestiprināta uz nesēju slāni, kas ļauj ātri un precīzi pārvietoties bez sarežģītu pārnesumu rokām.
• Pārnešanas veidņu štancēšana: Izmanto lielākas korpusa plāksnes un konstrukcijas sastāvdaļas, kuras ir jāizslēdz no veidojamās sloksnes. Mehaniskie pārnesuma pirksti pārvieto daļu starp stacijām. Lai gan tas ir lēnāk nekā progresīvais stampiņš, mūsdienu servo pārnesumi ir uzlabojuši ātrumu, lai 1530 SPM jaudas, lai līdzsvarotu izmēru un ražošanas ātrumu.

Turpmāk tabulā izklāstīti tipiķi veiktspējas rādītāji aukstās stampēšanas tehnoloģijām:

Siltā stampēšanas cikla laiks: augstas stiprības izmaiņa

Siltumapstrāde vai preses cietināšana notiek pilnīgi citā laikā. Šis process ietver borskābes apkaršanu ap 900 °C (1 650 °F) krāsnī pirms to pārcelšanas uz aukstu. Šā cikla definējošā iezīme nav formēšanas ātrums, bet pavadošais laiks vajadzīga dzesēšanai. Daļa jātur slēgtā formā, lai to ātri atdzist, lai pārveidotu mikrostruktūru martensitā, sasniedzot celšanās izturību līdz 1500 MPa.

Šis izdzēššanas posms rada ievērojamu šķēršļu. Tipisks karststkrāsošanas cikls sākas ar 10 un 30 sekundes , kas ir 5-10 reizes lētāk nekā aukstās stampēšanas metode. Standarta karstai stampēšanai paredzētā cikla sadalījums parasti izskatās šādi:

1. Pārvads (no krāsns uz preses): < 3 sekundes (kritisks, lai novērstu priekšlaicīgu atdzesēšanu)
2. Formēšana: 1–2 sekundes
3. Izdzēššana (Gribēšana): 515 sekundes (Primārā laika cena)
4. Daļa izmetums un noņemšana: 24 sekundes

Lai mazinātu šo lēnumu, ražotāji bieži izmanto daudzgabalus formātus (kas reizē iespieda 2, 4 vai pat 8 daļas), lai palielinātu efektīvu daļu skaitu minūtē, pat ja cikla laiks pa triecienu paliek garš. Pēdējās laikā panākumi dzesēšanas kanālu projektēšanā un augstas termiskās vedīguma instrumentiem lēnām samazina šo laiku, dažās progresīvās līnijās tiek apgalvots, ka cikli ir 810 sekundes, lai gan tas vēl nav plaši izplatīts standarts.

Kritiskie faktori, kas ietekmē ražošanas ātrumu

Aiz karstās un aukstās veidošanas pamatfizikas, vairāki tehnoloģiski faktori ir būtiski, lai noņemtu sekundes no ražošanas pulksteņa. Pāreja no mehāniskām uz servo preses tehnoloģija ir bijusi spēles maiņa. Atšķirībā no mehāniskā riņķa, kas darbojas pastāvīgā ātrumā, servospiedes iekārta ir aprīkota ar programmējamu slīdni. Inženieri var ieprogrammēt spiedi, lai tas palēninātos tikai kritiskajā veidošanas brīdī un strauji paātrinātos neaktīvajā gaitas posmā (tuvošanās un atgriešanās). Šī optimizācija salīdzinājumā ar tradicionālajām mehāniskajām presēm var samazināt cikla laiku par 30–60%.

Automatizācija un pārbūves efektivitāte ir vienādi svarīgas. Ražošanas vidē ar lielu produktu daudzveidību "cikla laiks" nav saistīts tikai ar sitiena ātrumu; tas ir saistīts ar pieejamību. Mūsdienu štancēšanas līnijas, piemēram, tās, kas tiek izmantotas Toyota Yaris ražošanai, izmanto automatizētas matricu maiņas sistēmas un servovadītus žokļus, kas var pārslēgt ražošanu no vienas detaļas uz otru mazāk nekā 180 sekundēs . Šī vienas minūtes iestampēšanas maiņas (SMED) spēja nodrošina, ka preses vairāk laika pavadīs sastāvdaļu ražošanā un mazāk laika stāvot tukšgaitā.

Tomēr šo optimizēto cikla laiku sasniegšanai nepieciešams partneris, kurš saprot visu ražošanas spektru. Shaoyi Metal Technology specializējas ātrā prototipēšanas un masu ražošanas savienošanā. Izmantojot preses ar jaudu līdz 600 tonnām un IATF 16949 sertificētu precizitāti, tie palīdz automašīnu klientiem ātri validēt dizainus ar prototipiem, pirms pārejot uz lielapjomu ražošanu. Šis integrētais pieeja ļauj inženieriem jau dizaina fāzē identificēt cikla laika sašaurinājumus, nodrošinot, ka sastāvdaļas, piemēram, balstamaziņas un rāmji, tiek optimizētas ātrumam un kvalitātei pirms pilnmērīgas ražošanas uzsākšanas.

Cikla laiks pret piegādes laiku pret taktiskā laiku

Autoražotās ražošanas kontekstā "laiks" dažādiem ieinteresētajiem subjektiem var nozīmēt dažādas lietas. Saskaņas trūkums starp šiem terminiem bieži rada nesaskaņotas gaidas inženierijas un iepirkumu komandu starpā. Ir svarīgi izšķirt Cikla laiks no citiem laika mērījumiem.

• Cikla laiks (Mašīnas tempss): Tas ir laiks, kas nepieciešams, lai pabeigtu vienu operāciju vienā vienībā. Stampinga procesā, ja prese darbojas ar 20 SPM, cikla laiks ir 3 sekundes. Šis rādītājs ir galvenais rūpnīcas vadītāju un procesu inženieru uzmanības centrs, kuri koncentrējas uz nekavējošas līnijas efektivitāti.
• Piegādes laiks (Klienta gaidīšana): Tas atspoguļo kopējo laiku no pasūtījuma iesniegšanas brīža līdz piegādei. Jaunam stampinga projektam piegādes laiks ietver instrumentu dizaina izstrādi, veidņu izgatavošanu un testēšanu, kas parasti ilgst 8–14 nedēļas progresīvām veidnēm. Pat esošiem komponentiem piegādes laiks ietver izejvielu plānošanu un loģistiku, ko mēra dienās vai nedēļās, nevis sekundēs.
• Takta laiks (Pieprasījuma pulss): Takt laiks tiek aprēķināts, dalot pieejamo ražošanas laiku ar klienta pieprasījumu. Ja klientam dienā nepieciešamas 1 000 detaļas un rūpnīca darbojas 1 000 minūtes, takt laiks ir 1 minūte. Cikla laiks vienmēr ir jābūt īsākam par takt laiku, lai izvairītos no trūkumiem.
• Transportlīdzekļa caurlaides laiks: Tas ir kopējais laiks, kas nepieciešams pilnībā savākt automašīnu. Pielietojot kontekstu, kamēr durvju paneļa stampēšana aizņem tikai sekundes, kopējais ražošanas laiks transportlīdzeklim, piemēram, Toyota Yaris, ir aptuveni 15 stundas , kamēr krāsošana bieži aizņem pusi no šī laika.

Secinājums

Lai saprastu automašīnu stampēšanas ražošanas cikla laiku, ir jāraugās aiz pulksteņa un jāanalizē procesa prasības. Lai gan aukstā stampēšana nodrošina svelošo ātrumu 20–60 SPM, kas nepieciešams lielā apjoma ārējiem paneļiem, karstā stampēšana pieņem lēnāku 10–30 sekunžu ciklu, lai nodrošinātu dzīvību glābjošo izturību, kas nepieciešama drošības karkasam. Izvēle reti balstās tikai uz ātrumu, bet gan uz materiālu īpašību, ģeometrijas un apjoma līdzsvaru.

Automobiļu inženieriem ceļš uz optimizāciju ved caur tehnoloģiju, piemēram, servospiedpēslu un automatizētu pārneses sistēmu izmantošanu, lai minimizētu laiku, kas nav saistīts ar vērtības pieaugumu. Skaidri definējot atšķirības starp cikla laiku un izpildes laiku un izvēloties piemērotu štancēšanas metodi konkrētai lietošanai, ražotāji var sasniegt sinhronizētu efektivitāti, kas raksturo mūsdienu automobiļu ražošanu.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Cik ilgs ir visa štancēšanas process auto korpusam?

Lai gan atsevišķas detaļas tiek izštantētas sekundēs (parasti 1–3 sekundes katram solim), pilns auto korpusa komplekts sastāv no simtiem štancētu detaļu. Mūsdienu spiedpēsu telpa šīs detaļas ražo partijās. Reālais laiks, ko konkrēta metāla loksne pavada spiedpēsu līnijā, ir ļoti īss — bieži mazāk nekā 15 sekundes pilnai 4 soliem tandemā veiktai procesa realizācijai — taču loģistikas koordinācija, lai izštantētu visas nepieciešamās detaļas vienam transportlīdzeklim, parasti aizņem vairākas maiņas vai dienas, veidojot krājumus.

2. Kādi ir tipiskie automašīnu stampēšanas cikla soļi?

Standarta automašīnu stampēšanas līnija parasti ietver četrus atšķirīgus soļus: Zīmējums (veidojot sākotnējo 3D formu), Apgriešana (griežot lieko metālu), Liešana/Flanģošana (veidojot precīzas malas un stingumu), un Perforēšana/Pārblīvēšana (izvelpjot caurumus un precizējot galīgo ģeometriju). Tandēmlīnijā šie procesi notiek atsevišķos presēs; pārneses vai progresīvās veidņu gadījumā tie notiek secīgi vienā preses sistēmā.

3. Kāpēc karstā stampēšana ir daudz lēnāka nekā aukstā stampēšana?

Karstā stampēšana prasa, lai metāls tiek uzsildīts līdz aptuveni 900°C un pēc tam atdzisis (ķīlēts), kamēr tas atrodas veidņā, lai fiksētu martensīta tērauda struktūru. Šis atdzisšanas posms jeb "uzturēšanās laiks" parasti ilgst 5–15 sekundes, kurā presi nevar atvērt. Aukstā stampēšana neprasa šo termisko gaidīšanas periodu, tādējādi presi var nepārtraukti darbināt tik ātri, cik ļauj mehānisms.