Jak tłoczenie metalu w motoryzacji kształtuje rewolucję w dziedzinie pojazdów elektrycznych

Produkcja samochodów opiera się na precyzyjnych częściach, ale tłoczenie metalu samochodowego To prawdziwe serce produkcji. Od uchwytów mocujących pasy bezpieczeństwa, po panele nadwozia, które nadają samochodowi kształt, to właśnie tłoczone elementy sprawiają, że nowoczesne samochody stają się możliwe. Każdy zespół zaopatrzeniowy lub inżynier, który chce osiągnąć to, co najlepsze – przewidywalną jakość, krótsze terminy realizacji i niższe koszty – musi doskonale rozumieć, jak to działa.

Poniżej znajduje się praktyczny przegląd tego, co obejmuje tłoczenie blachy w motoryzacji, jakie rodzaje części się w ten sposób produkuje, jakie materiały sprawdzają się najlepiej i jak wybrać dostawcę, który utrzyma produkcję na właściwym poziomie. Stawiamy na merytorykę, a nie na efektowne rozwiązania, i na rzetelną wiedzę, a nie na chwytliwe slogany.

Na czym właściwie polega tłoczenie metalu w motoryzacji

W istocie tłoczenie blach samochodowych polega na użyciu matryc i pras do nadawania płaskiej blachy odpowiedniego kształtu i przekształcania jej w części samochodowe. Zazwyczaj odbywa się to w niskich temperaturach, dzięki czemu struktura ziarnista metalu pozostaje nienaruszona, a części mają stałą wytrzymałość. A żeby dać Państwu pojęcie o skali, nawet najprostsze, nowoczesne linie tłoczące potrafią wyprodukować tysiące identycznych elementów w ciągu jednej godziny.

Branża motoryzacyjna jest wielkim fanem tej metody produkcji części wielkoseryjnych ze względu na jej wydajność. Nie wspominając o szybkości.

Wskazówka : Jeśli chodzi o tolerancje w tłoczonych częściach samochodowych, zazwyczaj mieszczą się one w przedziale od 0,1 do 0,25 milimetra. Jeśli jednak chcesz uzyskać naprawdę wysoką dokładność, możesz być pewien, że koszty narzędzi gwałtownie wzrosną. Dlatego radzimy dopasować specyfikację do rzeczywistych wymagań, a nie do listy życzeń jakiegoś inżyniera.

Główne procesy stosowane w tłoczeniu w motoryzacji

Nie każda tłoczona część jest wytwarzana w ten sam sposób. Różne geometrie i wielkości produkcji wymagają różnych metod tłoczenia, a wybór niewłaściwej może szybko zwiększyć koszty oprzyrządowania i czas cyklu.

Oto cztery metody stemplowania, z którymi najczęściej spotkasz się w branży motoryzacyjnej:

●   Tłoczenie progresywne. Najlepsze do części o dużej objętości i wielu operacjach. Pasek metalu przechodzi przez kilka stanowisk, a każde stanowisko dodaje element, taki jak otwór, zagięcie lub kołnierz.

●   Przenoszenie wytłoczeń. Stosowane w przypadku większych elementów, których nie można umieścić na taśmie. Mechaniczny system przenoszenia przesuwa wykrojnik między stanowiskami.

●   Tłoczenie ciągnione (formowanie ciągnione). Idealne do części w kształcie misek lub rur, takich jak zbiorniki paliwa, miski olejowe i obudowy łożysk.

●   Wykrawanie precyzyjne. Pozwala uzyskać części o gładkich, prostopadłych krawędziach, które wymagają minimalnej lub żadnej obróbki wtórnej. Metodę tę często stosuje się w przypadku elementów układu hamulcowego i przekładni.

Części wspólne schodzące z linii produkcyjnej poprzez tłoczenie metalu

Zajrzyj do dowolnej fabryki montażowej, a zobaczysz, że tłoczone części są wszędzie. Tłoczenie blachy samochodowej wytwarza wszelkiego rodzaju komponenty do niemal każdego układu w pojeździe.

Przyjrzyj się częściom schodzącym z linii tłoczenia – można je podzielić na kilka kluczowych kategorii:

●   Panele nadwozia - są to zewnętrzne elementy: drzwi, maski, błotniki, poszycia dachu - otrzymują one końcowe szlify kosmetyczne.

●   Elementy podwozia - ten zestaw musi mieć solidną konstrukcję, aby przenosić obciążenia konstrukcyjne, dlatego bierzemy pod uwagę poprzeczki, podłużnice ramy i wsporniki zawieszenia wykonane z materiałów o wysokiej wytrzymałości.

●   Elementy układu napędowego — miski olejowe, płyty przekładni i osłony termiczne — muszą znosić wysokie temperatury i wibracje, które są tam bardzo narażone.

●   Elementy wyposażenia wnętrza - odpowiadają one za to, że wszystkie elementy w kabinie trzymają się razem: szyny siedzeń, mocowania pasów bezpieczeństwa i zespoły wsporników.

Produkcja pojazdów elektrycznych wniosła do tego miksu zupełnie nowy wymiar. Teraz widzimy, że obudowy akumulatorów, szyny zbiorcze i laminaty silników opierają się na precyzyjnym tłoczeniu metalu, a popyt rośnie z każdym kwartałem.

Materiały, które najlepiej nadają się do stemplowania (bez nadwyrężania budżetu)

Wybór odpowiedniego materiału jest kluczowy dla uzyskania prawidłowego wytłoczenia – w przypadku gorszego materiału istnieje ryzyko pęknięcia części, problemów z tolerancją lub zużycia matrycy. Do tłoczenia metalu w motoryzacji wykorzystuje się zazwyczaj bardzo starannie dobrane, sprawdzone i niezawodne materiały.

●   Stal walcowana na zimno – prawdziwy „koń roboczy” w świecie tłoczenia. Zapewnia doskonały stosunek jakości do ceny, dzięki czemu idealnie nadaje się do produkcji paneli nadwozia i wsporników.

●   Stal niskostopowa o wysokiej wytrzymałości – lepszy stosunek jakości do ceny . Zyskujesz nieco większą wytrzymałość bez drastycznego wzrostu masy. Jest to dość powszechne w częściach takich jak ramy narażone na zderzenia i mocowania nadwozia.

●   Zaawansowane stale o wysokiej wytrzymałości (AHSS i UHSS - to najlepsze rozwiązanie, gdy liczy się zarówno redukcja masy, jak i odporność na zderzenia - pomyśl o słupkach B i relingach dachowych.

●   Stopy aluminium (seria 5000 i 6000) . Tak, są one stosowane, gdy koszt lekkiego materiału jest bardziej opłacalny niż zwykła stal. Niektórzy z dużych graczy, jak Tesla i Ford F-150, idą na całość.

●   Stal nierdzewna – gwarancja odporności na korozję . Wybierz ją do elementów układu wydechowego, elementów wykończeniowych i wszystkiego, co jest narażone na działanie czynników atmosferycznych.

Jeśli masz część, która musi przejść test zderzeniowy, porozmawiaj z tłocznikiem już na początku o specyfikacji materiału. Niewielka zmiana klasy może zaoszczędzić mnóstwo czasu i przeróbek – pęknięty kołnierz może być prawdziwym bólem głowy.

Jak wybrać niezawodnego partnera do stemplowania

Wybór dostawcy usług tłoczenia nie jest zadaniem z arkuszem kalkulacyjnym. Najtańsza oferta PPAP często okazuje się najdroższa, gdy uwzględni się niedotrzymane terminy i poprawki. Oto, co odróżnia solidnego partnera w zakresie tłoczenia metalu w motoryzacji od ryzykownego:

1. Certyfikacja IATF 16949. To niepodważalny punkt odniesienia dla dostawców branży motoryzacyjnej. Brak certyfikacji oznacza, że ​​nie warto podejmować żadnych rozmów.

2. Własne możliwości narzędziowe. Dostawcy, którzy sami wycinają matryce, mogą rozwiązać problemy z narzędziami w ciągu kilku dni. Zewnętrzne warsztaty narzędziowe mogą przeciągać poprawki tygodniami.

3. Biegła znajomość PPAP i APQP. Twój dostawca powinien przeprowadzić Cię przez proces zatwierdzania części produkcyjnych bez konieczności prowadzenia za rękę. Poproś go o pokazanie trzech ostatnich zgłoszeń PPAP dla porównywalnych części.

4. Operacje dodatkowe pod jednym dachem. Spawanie, gratowanie, gwintowanie i wykańczanie powierzchni są wykonywane na miejscu, co skraca czas realizacji i obniża koszty logistyczne.

5. Systemy śledzenia materiałów. Każdy zwój powinien mieć numer identyfikacyjny do certyfikatu huty. Poproś o przykładowy raport śledzenia przed podpisaniem zamówienia.

Na   Fortuna Metal Wbudowujemy ten pełen zestaw rozwiązań do każdego realizowanego przez nas programu, począwszy od pierwszej analizy DFM, poprzez PPAP, aż po produkcję masową.

Wskazówki dotyczące lepszej jakości części

Drobne decyzje na wczesnych etapach programu tłoczenia metalu w motoryzacji przynoszą korzyści przez cały okres użytkowania części. Inżynierowie, którzy opracowują te szczegóły z wyprzedzeniem, rzadziej spotykają się z niespodziankami podczas wdrożenia.

●   Przeprowadź analizę DFM (projektowania pod kątem możliwości produkcji) przed zamrożeniem geometrii. Niewielkie korekty promienia lub kołnierza mogą obniżyć koszty oprzyrządowania o 15% lub więcej.

●   W przypadku programów o dużej objętości należy wybrać podawanie z kręgu zamiast wykrojów. Podawanie z kręgu zmniejsza straty materiału i skraca czas cyklu.

●   Twórz próbki PPAP z oprzyrządowania produkcyjnego, a nie prototypowego. Części z oprzyrządowania prototypowego rzadko zachowują się tak samo przy pełnej prędkości produkcyjnej.

●   Śledź wskaźniki złomu według stanowiska, a nie części. Dane dotyczące złomu na poziomie stanowiska wskazują, która operacja w matrycy postępowej wymaga uwagi.

Podsumowanie

Tłoczenie metalu w motoryzacji pozostaje kluczowa dla produkcji pojazdów i nic innego nie oferuje takiej samej kombinacji szybkości, powtarzalności i kosztu jednostkowego w wolumenie produkcji motoryzacyjnej. Różnica między programem przeciętnym a solidnym sprowadza się do wyboru materiałów, wyboru dostawcy oraz staranności włożonej w projektowanie i produkcję.

Jeśli te trzy elementy są poprawne, Twój program do tłoczenia będzie działał bez zarzutu. Aby bliżej przyjrzeć się, jak nasze linie do tłoczenia wspierają programy motoryzacyjne od prototypu do produkcji masowej, odwiedź nas i skontaktuj się z naszym zespołem inżynierów.