Qisqacha

Strukturaviy o'tkazma toshlash, ayniqsa, katta hajmli toshlash deb ataladigan jarayon orqali avtomashina sanoatini o'zgartirib yubormoqda, natijada transport vositasining oq tan (BIW) ning katta, murakkab qismlarini bitta bo'lak sifatida yaratish imkoniyati paydo bo'ldi. Bu yangilik tushirishlar sonini keskin kamaytiradi, montaj liniyalarni soddalashtiradi, ishlab chiqarish xarajatlarini pasaytiradi va transport vositasining strukturaviy qattikligini oshiradi. Ko'plab kichikroq komponentlarni birlashtirish orqali avtomashina ishlab chiqaruvchilar avvalgidek tezroq, yengilroq, mustahkamroq va barqarorroq avtomobillar yaratishlari mumkin.

Avtomashina ishlab chiqarishdagi paradigma o'zgarishi: Tegishli to'plamlardan katta hajmli toshlashga

O'ttiz yillar davomida avtomashina asosi, ya'ni oq korpus (Body-in-White - BIW) yuzlab alohida preslangan metall qisimlarning murakkab boshqotirmasidan tashkil topgan. Oq korpus — eshiklar, dvigatel yoki bezaklar o'rnatilmagan avtomashinaning asosiy tuzilmasidir. An'anaviy usul har bir kichik komponent uchun murakkab etkazib berish zanjirlarini, keng robotli montaj liniyalari va puxta sozlash investitsiyalarini o'z ichiga oladi. Biroq, sanoat asosiy o'zgarishlarda bo'lmoqda, bu parcha-parcha yondashuvdan voz kechib, birlashtirilgan va ancha samaraliroq usulga — strukturaviy to'q simli quyishga, ko'pincha mega quyish yoki giga quyish deb ataladigan usulga o'tishdi.

Ushbu transformatsiya jarayoni ko'plab presslangan qismlarni bitta katta va murakkab alyuminiy qotishmaga almashtiradi. Ushbu yondashuvning strategik afzalligi chuqurdir. Avtomobillar ishlab chiqaruvchilar logistika, payvandlash va montajning butun bosqichlarini olib tashlab, ishlab chiqarishni yanada soddalashtirishlari mumkin. Ushbu rivojlanishning ajoyib misoli Volvo Cars kompaniyasining kelajakdagi avtomobil dizaynlari uchun mega quymaga o'tish strategiyasidir. « ESI Group » tomonidan tayyorlangan holat yuzasidagi tadqiqotda ta'kidlantirilishicha, Volvo taxminan 100 ta alohida qismdan iborat bo'lgan orqa korpus ramkasini bitta katta quyma detal bilan muvaffaqiyatli almashtirdi. Buni amalga oshirish uchun kompaniya ishlab chiqarishni soddalashtirish maqsadida montaj korxonalari ichiga bevosita katta 8400 tonnalik matritsali quyma uskunalari — ko'pincha Giga Presslar deb ataladigan — o'rnatdi.

Bu yolg'iz tendentsiya emas. Boshqa yetakchi avtomobillar ishlab chiqaruvchilari ham muhim tuzilmaviy komponentlar uchun ushbu texnologiyani qo'llab-quvvatlaydilar. Masalan, Audi A8 Space Frame katta matritsali orqa yon elementdan foydalanadi — bu mustahkamlik va qattiqlikni ta'minlovchi, muhim ulovchi qismdir. GF Casting Solutions shuni aytadiki, ushbu bitta detal odatda murakkab montajli bo'lagini tashkil qiluvchi ko'plab komponentlarni almashtiradi va shu bilan avtomobil og'irligini ham, montaj vaqtini ham kamaytiradi. Mega quyishga o'tish zamonaviy avtomobillar ishlab chiqarishda samaradorlik, ishlash va barqarorlik maqsadida amalga oshirilayotgan aniq konseptsiyani o'zgarishini anglatadi.

Ushbu ikki ishlab chiqarish falsafasi o'rtasidagi farqlar aniq. An'anaviy presslash maydonga kichik dizayn o'zgarishlari uchun moslashuvchanlikni taqdim etadi, lekin masshtabda murakkabligi narx, vaqt va sifat nazorati bo'yicha jiddiy qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Aksincha, mega quyish vositalar va dizaynga dastlabki katta investitsiyalarni talab qilsa ham, seriyali ishlab chiqarishda eksponensial tejamkorlik va samaradorlik oshishini ta'minlaydi. Quyidagi jadval asosiy farqlarni ko'rsatadi.

Zamonaviy strukturaviy quyishdagi asosiy texnologiyalar va jarayonlar

Mega quyish uchun talab qilinadigan masshtab va aniqlik katta uskunalar hamda maxsus materialshunoslik kabi yuqori texnologiyalarga tayanadi. An'anaviy quyishga qaraganda bu jarayon ancha murakkab bo'lib, qat'iy avtomobil xavfsizligi va ishlash standartlariga javob beradigan katta komponentlarni yaratish uchun katta bosim, vakuum sharoitlari hamda diqqatli jarayonni boshqarishni talab qiladi. Aynan shu yangiliklar avtomobillar sohasida butun avtomashina tag qismini bitta bosqichda quyish imkonini beradi.

Ushbu texnologiya asosida katta o'lchamli matritsa-quyish mashinalari hamda maxsus quyish protsesslari mavjud. Masalan, Bühler 84 000 kilonyuton (kN) va undan ortiq blokirovka kuchini yaratadigan Carat seriyasidagi yechimlarni ishlab chiqdi. Suyuq aluminiy yuqori bosim ostida kiritilayotganda, juda katta qismlarda o'lchov aniqligini ta'minlash uchun katta matritsalarni bir-biriga mahkamlab ushlab turish uchun aynan shu katta kuch zarur. Shuningdek, o'z navbatida, quyish jarayoni ham maxsusdir. Quyida tushuntirilganidek, Magna Xalqaro , asosiy usul — yuqori bosimli vakuum qotirishdir, bu erda metall quyilishdan avval matritsadagi havo chiqarib tashlanadi. Bu poroznostni oldini oladi va suyuq qotishmaning murakkab olovning barcha tafsilotlarini to'ldirishiga imkon beradi, natijada mustahkamroq va ishonchli yakuniy qism hosil bo'ladi.

Materialshunoslik ham ayni shu darajada muhim rol o'ynaydi. Foydalaniladigan aluminiy qotishmalar oddiy navlar emas; ular avtohalokat paytida yuqori mustahkamlik, plastiklik va ajoyib energiya so'rilsinligini ta'minlash uchun mo'ljallangan ilg'or formulalardir. Audi A8 ning orqa yon a'zosi uchun Castasil-37 (AlSi9MnMoZr) nomi bilan tanilgan maxsus qotishma talabchan mexanik xossalarga javob berish uchun ishlab chiqilgan. Biroq, ayrim cheklar ham mavjud. Masalan, A360 aluminiy yuqori haroratlarda iste'dodli kuchga ega, lekin uni qotirish qiyinroq. To'g'ri qotishma tanlovi ishlash talablari, qotish qobiliyati va narx o'rtasida ehtiyotkorlik bilan muvozanat o'rnatish jarayonidir.

Katta hajmdagi strukturaviy quyish BIW ilovalari uchun inqilobiy jihat bo'lsa ham, aylanma va osma tizimlarda kabi quvvat uzatish tizimlari kabi eng yuqori chidamlilik va mustahkamlikni talab qiladigan qismlar uchun an'anaviy aniq forgovka boshqa avtomobil komponentlari uchun muhim bo'lib qolmoqda, ilg'or issiq forgovka ko'pincha yuqori usuldir. Sanoat mutaxassislari Shaoyi (Ningbo) Metal Technology iATF16949 sertifikatlangan avtomobil forgov qismlarini taqdim etadi, zamonaviy avtomashinani yaratishda turli ilg'or ishlab chiqarish usullari qanday qilib bir-birini to'ldirishini namoyish etadi.

Strukturaviy die shtampovka muvaffaqiyatli joriy etilishi raqamli asiz imkonsiz. Ko'pincha bir million yevroni tashqari chiqadigan uskunalar xarajatlari, jismoniy sinov-va-xato usulini amalga oshirishni amalga oshirib bo'lmasligiga olib keladi. Shu sababli, bashorat qiluvchi simulatsiya shartli ravishda kerak bo'ladigan bosqichdir. ESI Groupning ProCAST kabi ilg'or dasturiy ta'minotlar muhandislarga matritsa isitish va suyuq metall oqimidan boshlab, qotish hamda potentsial detallarning deformatsiyasigacha bo'lgan butun jarayonni virtual tarzda modellashtirish imkonini beradi. Bu virtual prototiplash investitsiyalarni xavfsizlashtiradi, ishlab chiqarish uchun dizaynni optimallashtiradi va yakuniy komponent kutilganidek ishlashini kafolatlaydi.

Die shtampovka BIW konstruksiyalarining strategik afzalliklari

Avtomobil sanoatida konstruksiyaviy to'qish usulining tez qo'llanilishi, zavod maydonchasidan tortib, yo'ldagi avtomashinaning ishlashiga qadar hamma narsaga ta'sir qiluvchi strategik afzalliklarning kuchli to'plami tufayli jadal rivojlanayotgan jarayon. Ushbu foydalar oddiygina qismlar sonini kamaytirishdan ancha uzoqroq ketadi; ular avtomashina ishlab chiqaruvchilarga sezilarli raqobat afzalligini beruvchi samaradorlik, xarajatlarni tejash va muhandislikdagi yangiliklarning oqimini yaratadi. Mashina korpusini qanday qurish kerakligi haqida asosiy qayta o'ylash orqali ishlab chiqaruvchilar dizayn va ishlab chiqarishdagi yangi imkoniyatlarni ochishadi.

Eng yaqin foyda ishlab chiqarish jarayonining ildizi o'zgartirilgan soddalashtirilishidir. Volvo misolidagi kabi deyarli 100 ta qismlarni bitta komponentga birlashtirish orqali avtomobillar ishlab chiqaruvchilar korpus ishlab chiqarishning murakkabligini keskin kamaytirishlari mumkin. Bu jismoniy operatsion yutuqlarga aylanadi. Sanoat yetakchisi Bühlerga ko'ra, ushbu yondashuv montaj liniyasida 300 tagacha robotni olib tashlash imkonini beradi va zavod maydonidan foydalanishni 30% ga kamaytiradi. Bu nafaqat asosiy xarajatlarni kamaytiradi, balki doimiy energiya iste'molini ham, xizmat ko'rsatish xarajatlarini ham kamaytiradi va barqaror ishlab chiqarish muhitiga hissa qo'shadi.

Avtomashina ishlash jihatidan qaraganda, konstruksion quyilmalar yuqori xususiyatlarga ega. Bitta bo'lib ishlab chiqilgan qismlar yuzlab payvandlar va ulanishlarning noaniqlik va potentsial muvaffaqiyatsizlik nuqtalarini bartaraf etadi, natijada qattiqroq va mustahkamroq shassi hosil bo'ladi. Bu konstruksion qattiklikni oshirish avtomashinaning boshqarilishini, xavfsizligi va chidamliligini yaxshilaydi. Shuningdek, ilg'or alyuminiy qotishmalardan tayyorlangan quyilmalar zamonaviy to'qnashuv xavfsizligi standartlari uchun muhim bo'lgan ajoyib og'irlikdan energiyani so'rash nisbatini taqdim etadi. Umumiy avtomashina og'irligining kamayishi elektr transport vositalari (EV) uchun ayniqsa muhim bo'lgan yana bir asosiy afzallikdir, unda tejalgan har bir kilogramm batareya quvvatini uzaytirishi va samaradorlikni oshirishi mumkin.

Xulosa qilganda, ushbu muhandislik va ishlab chiqarish afzalliklari katta moliyaviy va strategik yutuqlarga aylanadi. Asosiy afzalliklarning qisqacha tavsifi quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Qismlarni konsolidatsiyalash: O'nlab yoki hatto yuzlab kichikroq presslangan detallarni bitta birlashtirilgan quyilma bilan almashtirish.
• Ishlab chiqarishni soddalashtirish: Samaradorlikni oshirish uchun montaj bosqichlari, payvandlash robotlari va logistika murakkabligini kamaytirish orqali tezroq avtomashina ishlab chiqarish.
• Xarajatlarni kamaytirish: Moslamalar, montaj ishchilari, etkazib berish zanjiri boshqaruvi va zavod maydoni bilan bog'liq xarajatlarni kamaytirish.
• Yaxshilangan tuzilma ishlashi: Avtomashinaning dinamikasi va xavfsizligini yaxshilash uchun burilish qattikligi va o'lchamdagi aniqlikni oshirish.
• Vazn tejash: EV larning radiusi va samaradorligini yaxshilash uchun umumiy transport vositasining og'irligini kamaytirishda engil aluminiy qotishmalardan foydalanish.
• Barqarorlik yutuqlari: Korpus bo'limidagi energiya iste'molini kamaytirish hamda avtomobil hayotining oxirida yagona materialli komponentni qayta ishlash imkonini osonlashtirish.

Qiyinchiliklarga g'alaba va Korpus dizaynining kelajagi

O'zgartiruvchi imkoniyatlariga qaramay, strukturaviy sovunot o'rnatish yo'li katta qiyinchiliklarsiz emas. Mega sovunmalarni ishlab chiqarishning keng miqyosi va murakkabligi aniqroq, rejalashtirilganroq va sarmoyaga ega bo'lishni talab qiladigan muhandislik to'sig'ini keltirib chiqaradi. Bu mavjud jarayonlarga oddiy yangilanish emas, balki transport vositasining dizayni va ishlab chiqarishini asosan qayta muhandisligidir. Ushbu murakkabliklarda muvaffaqiyatli harakatlanish — texnologiyani to'liq foydalanish kaliti hisoblanadi.

Asosiy qiyinchilik dastlabki dizayn va tasdiqlash bosqichida yotadi. Yagona katta quyish uchun jismoniy asbob-uskunalar milliondan ortiq yevroni tashkil etgani sababli, xatoga deyarli joy qolmaydi. Dizaynni hech qanday metall kesilishidan ancha oldin raqamli muhitda takomillashtirish kerak. Bu ilg'or simulyatsiyani shartli ravishda kerakli vosita qiladi. Muhandislar sovutilgandan keyin matritsaning tekis isishi, to'ldirish paytida metall oqimining vortiklanishi va detalning deformatsiyasi kabi ehtimoliy muammolarni dastlabki bosqichda dasturiy bashorat qilish va bartaraf etishlari kerak. Virtual prototiplashga shu qadar tayanish yangi ko'nikmalarni talab qiladigan, shuningdek, katta kapital sarmoyasini xavfsizlashtirish uchun simulyatsiya dasturlariga chuqur ishonchni taqozo etadigan katta o'tish hisoblanadi.

Yana bir muhim to'siq — ketma-ket ishlab chiqarish davomida sifat va mexanik xususiyatlarni doimiy saqlashdir. Juda katta va murakkab qism uchun o'lchamlar aniqroq chegaralarda, quyilishdan quyilishga saqlanishi katta texnik yutuqdir. Qotishmaning harorati, injektsiya tezligi va sovutilish tezligi kabi jarayon parametrlarini sozlash, nuqsonlarni oldini olish hamda barcha komponentlarning mustahkamlik va chidamlilik talablari darajasiga javob berish uchun juda muhim. Bu ishlab chiqarish siklining barcha bosqichlarida jarayonni boshqarish, sensor texnologiyasi va sifatni ta'minlashning chuqur integratsiyasini talab qiladi.

Ko'prikdagi korpus dizaynining kelajagi shu raqamli vositalarning rivojlanishi bilan bevosita bog'liq. Keyingi chegaraviy chiziq dastlabki quyish simulyatsiyasini oxirgi avtomobil ishlashini modellashtirish bilan uzluksiz raqamli tasma yaratishdir. Bu so'nggi ishlab chiqarilgan quyilma komponentlarning xususiyatlari — qoldiqli kuchlanishlar yoki mikroskopik o'zgarishlar hamda boshqa ma'lumotlarni to'qnashuv, charchash, shovqin, tebranish va noqulaylik (NVH) modellariga bevosita kiritish imkonini beradi. Ushbu butunlashtirilgan, virtual ish jarayoni muhandislarga mega quyishning nazariy afzalliklarini yo'lda eng xavfsiz, eng samarali transport vositalarida to'liq amalga oshirish uchun ilgari hech qachon bo'lmagan darajada aniqroq darajada avtomobil dizaynini optimallashtirish imkonini beradi.

Koʻpincha soʻraladigan savollar

1. BIW ko'prik nima?

Ko'chiriladigan tuzilish (BIW) avtomashina korpusi va varaq metall komponentlarining yig'ilgan, lekin harakatlanuvchi qismlar (eshiklar, kapot, bagaj qopqog'i), bezaklar, shassi komponentlari va kuch uzatish tizimi qo'shilmagan avtomashina ishlab chiqarish bosqichini anglatadi. Bu barcha boshqa tizimlarning asosini tashkil etuvchi transport vositasining asosiy konstruktiv poydevorini ifodalaydi.

2. Tuzilma quyish nima?

Tuzilma quyish — suyuq metall, odatda alyuminiy qotishmasini yuqori bosim ostida matritsaga kiritish orqali katta, murakkab va og'ir tushadigan komponentlarni yaratish uchun foydalaniladigan ishlab chiqarish jarayonidir. Avtomobil sanoatida u ko'pincha ko'plab kichikroq qismlar to'plamini almashtiruvchi, yuqori mustahkamlik, qattiqlik va o'lchov aniqligini talab qiladigan, BIW va shassi qismlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

3. Quyish uchun eng mustahkam alyuminiy qotishma qaysi?

Eng 'kuchli' aluminiy qotishma odatda haroratga chidamlilik, plastiklik va korroziyaga chidamlilik kabi ma'lum bir soha talablariga bog'liq. A360 kabi qotishmalar ayniqsa yuqori haroratlarda a'lo mustahkamlikka ega ekanligi va yaxshi korroziyaga chidamlilikka ega ekanligi bilan ajralib turadi. Biroq, ushbu yuqori mustahkamlikdagi qotishmalar quyish uchun yanada qiyin bo'lishi mumkin, bu muhandislarning material ishlash samaradorligi va ishlab chiqarilishi o'rtasida muvozanat o'rnatishlari kerak bo'lgan savdo nuqtasi hisoblanadi.