TL;DR

Staba spiedformēšanu automašīnās procesi nosaka mūsdienu transportlīdzekļu strukturālo izturību, koncentrējoties uz būtiskajiem A, B, C un D stabiņiem. Šie komponenti atspoguļo sarežģītu inženierijas kompromisu: maksimāli palielināt avārijas drošību, izmantojot Ultraaugstas izturības tēraudes (UHSS) industrijas standarts ir ievērojami pārvietojies virzienā uz Karstā izspiešana (presēšanas cietināšana) b-stabiņiem, lai sasniegtu stiepes izturību, kas pārsniedz 1500 MPa, kamēr A-stabiņiem bieži nepieciešamas sarežģītas Aukstā foltēšana vai progresīvās matricu tehnoloģijas, lai nodrošinātu sarežģītas ģeometrijas un redzamības ierobežojumus. Šis ceļvedis aplūko tehniskos specifikācijas, materiālu zinātni un ražošanas metodikas, kas nepieciešamas, lai apgūtu stabiņu ražošanu.

Drošības anatomija: A-stabiņa un B-stabiņa stempēšanas prasības

Ražojot automašīnu korpusu (BIW), ne visas balstkolonnas ir vienādas. A kolonnas štampēšanas prasības būtiski atšķiras no B kolonnas prasībām, jo tās pilda atšķirīgas funkcijas pasažieru drošībā un automašīnas estētikā.

A kolonnas izaicinājums: ģeometrija un redzamība
A kolonnai jāiztur vējstikls un jumta sabrukšanas spēki, taču tai jāpaliek šaurai, lai minimizētu vadītāja aklo zonu. Uzņēmumi, piemēram, Group TTM, norāda, ka A kolonnās ir sarežģītas 3D līknes, mainīgs sienu biezums un daudzas piekļuves caurules kabeļiem un airbagiem. Šeit štampēšanas process prioritāti dod formējamībai un ģeometriskai precizitātei, nevis tikai cietībai, bieži izmantojot augsta izturības tēraudu, kam saglabājas pietiekama plastiskuma, lai veiktu sarežģītas dziļās iestiepšanas darbības, nepiedaloties plaisām.

B kolonnas izaicinājums: pretestība ielaušanās gadījumā
B-staba ir kritiskā aizsardzība pret sānu sadursmēm. Atšķirībā no A-staba, B-stabam ir nepieciešama maksimāla izturība, lai novērstu iekļūšanu pasažieru telpā. Tas prasa izmantot boru tēraudu un citas UHSS klases. Formēšanas izaicinājums pāriet no ģeometriskās sarežģītības uz ekstremālas materiāla cietības pārvaldību un atgriešanās novēršanu. B-stabu spiedformēšanas specifikācijas bieži prasa virsmas izturību, kas pārsniedz 1500 MPa pēc formēšanas, kas nosaka izvēli starp karstu un aukstu formēšanas tehnoloģijām.

Materiālu zinātne: Pāreja uz UHSS un alumīniju

Pāreja no mīkstā tērauda uz moderniem materiāliem ir revolucionizējusi staba spiedformēšanu automašīnās strādājos plūsmas. Inženieriem jāizvēlas materiāli, kas līdzsvaro „Viegluma un drošības“ vienādojumu.

• Boru tērauds (spiedformēšanas tērauds): Zelta standarts B-stabiem. Kad to uzsilda aptuveni līdz 900°C (1650°F) un dzesē veidnē, mikrostruktūra pārveidojas no ferīta-perlīta uz martensīts . Šī transformācija rada detaļas ar izcilu stiprumu, bet pēc procesa tās nav veidojamas, kas bez lāzera procesiem padara apstrādi un griešanu grūtu.
• Alumīnija sakausējumi (5000/6000 sērija): Tie tiek arvien biežāk izmantoti, lai samazinātu svaru. Lai gan alumīnijs nodrošina lielisku stipruma attiecību pret svaru, tam ir ievērojamas atsperošana —metāla tendence pēc spiešanas atgriezties sākotnējā formā. Alumīnija A stenderēs springbeku kontrolei nepieciešama progresīva simulācijas programmatūra un matricu kompensācijas stratēģijas.
• Augststiprīgie augsttehnoloģiju tērauđi (AHSS): Ietver Divfāžu (DP) un Deformācijas izraisītās plastiskuma (TRIP) tēraudus. Tie piedāvā vidēju risinājumu, nodrošinot augstāku stiprumu nekā maigais tērauds ar labāku veidojamību salīdzinājumā ar karsti piestampētu boru, kas piemērots C un D stenderēm vai iekšējiem pastiprinājumiem.

Procesa detalizēts apskats: karstspiedšana pret aukstspiedšanu

Karstspiedšanas un aukstspiedšanas izvēle ir dominējošā tehniskā debates par stabiņu ražošanu, ko virza konkrētā komponenta veiktspējas prasības.

Karstā izspiešana (presēšanas cietināšana)

Karstspiedšana ir atslēgas tehnoloģija mūsdienu drošības sistēmām. Kā aprakstīts lielajiem piegādātājiem, piemēram, Magna, process ietver tērauda заготовку sildīšanu, līdz tā kļūst austenītiska, pārnesot to uz dzesētu formas gabalu un veidojot vienlaicīgi ar quenching. Šis process fiksē martensīta mikrostruktūru , fiksējot ultraaugstas izturības īpašības. Lai gan cikla laiks ir garāks (parasti 10–20 sekundes) salīdzinājumā ar aukstspiedšanu, atsperīguma izslēgšana padara to neaizstājamu B-stabos, kur izmēru precizitāte ir nenovērtējama.

Aukstā foltēšana

Komponentēm, kuru ražošanas ātrums vai ģeometriskā sarežģītība ir svarīgāka nekā ārkārtēja cietība, aukstās štancēšanas metode joprojām ir priekšroka. Tā izmanto mehāniskos vai hidrauliskos preses darbībā istabas temperatūrā. Tomēr, to pielietojot UHSS, aukstā štancēšana rada risks deformācijas cietība un lielas atgriezīgās spēka iedarbības. Avancēta stabiņu aukstā štancēšana prasa augsta tonnāžas preses (bieži 2000+ tonnas) un servopiedziņas tehnoloģiju, lai precīzi kontrolētu slieksni zīmēšanas fāzē, samazinot triecienu un uzlabojot materiāla plūsmu.

Avancēta ražošana un progresīvās matricas

Lai atbilstu liela apjoma ražošanas prasībām, ražotāji izmanto progresīvo matricu spiešanu un pielāgotus заготовки. Progresīvās matricas veic vairākas darbības — perforāciju, apgriešanu, liekšanu — vienā gājienā, tāpēc tās ir ideālas sarežģītiem A-stabiņu pastiprinājumiem. Ar lāzera metinātām заготовками (LWB) inženieri var apvienot dažādas biezuma vai klases tērauda plātnes vienā заготовkē pirms spiešanas, nodrošinot nepieciešamo izturību tieši tur, kur tā vajadzīga (piemēram, eņģu zonā), vienlaikus ietaupot svaru citās vietās.

Automobiļu OEM ražotājiem un Tier 1 piegādātājiem partnera izvēle ar dažādām spējām ir ļoti svarīga, lai efektīvi risinātu šīs sarežģītības. Shaoyi Metal Technology piedāvā plašas automašīnu spiešanas risinājumus kas veido tiltu no ātrā prototipēšanas līdz masveida ražošanai. Ar IATF 16949 sertifikāciju un spiedpārnes iespējām līdz 600 tonnām tie atbalsta būtisku strukturālo komponentu un apakšsistēmu izgatavošanu, nodrošinot stingru ievērošanu pret pasaules OEM standartiem, vai nu jums nepieciešama pirmizrādes sērija no 50 vienībām, vai augsta apjoma piegāde.

Defektu novēršana un kvalitātes kontrole

Pat ar modernu mašīnu defekti var apdraudēt strukturālo integritāti. Šo problēmu pārvaldīšanai nepieciešams rūpīgs procesa kontroles pieejas izmantošana.

• Atsperošana: Metāla elastīgā atgriešanās pēc slodzes noņemšanas. UHSS un alumīnijā tas var izraisīt novirzes vairākos milimetros. Risinājums: Pārmērīga formas virsmas izliekšana un simulācijas programmatūras, piemēram, AutoForm, izmantošana, lai paredzētu un kompensētu atgriešanos.
• Ripas: Notiek saspiešanas zonās, jo īpaši sarežģītajos A-stabiņu saknēs. Risinājums: Saites spiediena palielināšana vai aktīvu izstiepšanas rievu izmantošana materiāla plūsmas vadībai.
• Plānināšana un plaisas: Pārmērīga plānināšana noved pie strukturālas atteices. Risinājums: Lubrikācijas optimizēšana ir kritiski svarīga. Kā norādīts IRMCO gadījumu pētījumos, sintētisko smērvielu aizstāšana var samazināt berzi un novērst baltās korozijas rašanos, kas ir izplatīta problēma, kura rada metināšanas defektus turpmākajos procesos.

Secinājums: Pīlāru inženierijas nākotne

Apguve staba spiedformēšanu automašīnās strādājošie procesi prasa visaptverošu izpratni par progresīvo materiālu un formēšanas tehnoloģiju mijiedarbību. Tā kā drošības standarti attīstās un pastiprinās tieksme uz vieglkonstrukcijām, rūpniecība turpinās balstīties uz hibrīdu pieeju — izmantojot karstu žonglēšanu stingrajam B-pīlāra drošības karkasam un precīzu auksto žonglēšanu A-pīlāru ģeometriski sarežģītajām formām. Inženieriem un iepirkumu vadītājiem panākumi būs atkarīgi no piegādātāju spējas ne tikai nodrošināt tonnāžu, bet arī simulēt, kompensēt un kontrolēt šos sarežģītos metalurģiskos procesus.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kādi ir 7 soļi stampēšanas metodē?

Lai gan procesi atšķiras, septiņi kopīgie soļi metāla žonglēšanā ietver atliekšanas (grobēšana — gatavā formas sagriešana), cauruma veidošanas (urbumu izduršana), zīmējums (3D formas veidošana) slīkstīšana (leņķu izveide), gaisa līkšana , apakšējā žonglēšana/monetizēšana (žonglēšana precizitātei), un pinçtriminga (noņemot lieko materiālu). Balstiem tos bieži kombinē progresīvās vai pārnesejas matricu operācijās.

2. Kā tiek apzīmēti balsti automašīnā?

Automašīnas balsti tiek apzīmēti alfabētiski no priekšas uz aizmuguri. A-balsts tur vēja stiklu; B-balsts ir centrālais balsts starp priekšējām un aizmugurējām durvīm; C-balsts atbalsta aizmugures stiklu vai aizmugures durvis sedanu/SUV modeļos; un D-balsts atrodams garākos transportlīdzekļos, piemēram, kombīnēs un minivēnos, kā aizmugurējais balsts.

3. Kādi ir četri metāla štampēšanas veidi, ko izmanto automašīnu ražošanā?

Četri galvenie veidi ir Paaugstošā spiešana (nepārtraukts lentes padeve caur stacijām), Pārvietošanas formēšana (detaļas mehāniski pārvietotas starp stacijām, parasti lieliem balstiem), Dziļstampinga stempļa darbs (detaļām ar ievērojamu dziļumu, piemēram, durvju paneļiem), un Multi-Slide štampēšana (sarežģītiem, maziem izliekumiem). Katrs tiek izvēlēts atkarībā no detaļas apjoma, sarežģītības un izmēra.