Hvilken rolle spiller CNC-maskinering i lettvekt for biler?

1. En nøyaktig motor for arbeid med lette materialer
Hovedideen bak lette biler er å bruke nye materialer som aluminiumslegeringer, magnesiumlegeringer og karbonfiberkompositter i stedet for stål. Disse materialene er lette og sterke, men de trenger mer nøyaktig utstyr og bedre prosesskontroll å jobbe med. Digital programstyring i maskineringsteknologi med numerisk kontroll lar deg bearbeide lette materialer med svært høy nøyaktighet.
Stort skritt fremover i behandlingen av aluminiumslegeringer
For eksempel er standard støpejernsmotorsylinderblokker veldig tunge, mens sylinderblokker av aluminiumslegering kan redusere vekten med 40 % til 50 %. Med fem-aksekoblingsteknologi kan CNC-maskinbearbeidingssenteret bearbeide komplekse overflater, drivstoffinjeksjonshull og tennplugghull i sylinderhuset på én gang. Den kan gjøre dette med en nøyaktighet på ± 0,005 mm og en overflateruhet på Ra Mindre enn eller lik 0,8 μm. En høy-bilprodusent kuttet tiden det tok å produsere sylindre med 30 % og mengden skrap med 12 % til 0,8 % etter bytte til CNC-bearbeiding. Ved å optimalisere skjæreparametrene samtidig, ble verktøyets levetid økt med 300 %.
Kontrollere støpingen av karbonfiberkomposittmaterialer
Til å begynne med ble karbonfibermaterialer først og fremst brukt i avanserte-biler som superbiler siden de var dyre og vanskelige å jobbe med. Maskineringsteknologi med numerisk kontroll har gjort det mulig å lage karbonfiberkroppsdeksler som passer perfekt ved å kombinere høy-fresing og laserskjæring. Et nytt energikjøretøyselskap bruker for eksempel CNC-behandlet karbonfiberkroppsbraketter som er 20 % lettere og 15 % sterkere enn aluminiumslegering. Behandlingsforvrengningen holdes innenfor 0,1 mm ved å justere vinkelen på fiberlaget.
Lage mange magnesiumlegeringsdeler på en gang
Magnesiumlegering er bare 2/3 så tett som aluminiumslegering, men dens tendens til å oksidere og kuttekraft gjør den mindre nyttig. CNC-maskinutstyret har et høytrykkskjølesystem og en intelligent funksjon for optimalisering av skjæreparametere. Dette betyr at den kan behandle deler som instrumentpanelbraketter i magnesiumlegering og seterammer uten problemer. En viss leverandør av deler har brukt CNC-maskinering for å kutte vekten av kontrollarmer av magnesiumlegering med 60 % sammenlignet med typiske ståldeler. De brukte også simulering for å forbedre verktøybanen, noe som gjorde behandlingen 40 % mer effektiv.
2. Et "fremstillingsverktøy" for å lage kompliserte lettvektskonstruksjoner
Lettvektsdesign involverer mer enn bare nye materialer; den må også bruke strukturell optimalisering for å "redusere vekt uten å gå ned i vekt." Med multi-aksekobling, simulering og andre funksjoner gjør maskineringsteknologi med numerisk kontroll det mulig å lage kompliserte strukturer som hule takstoler og biomimetiske honningkaker.
Maskinering av komplekse geometriske objekter med kobling med flere-akser
Fem-akse CNC-maskinering kan lage romlige overflater som er vanskelige å lage med vanlige tre-aksemaskiner. For eksempel må bladene på en turbolader ha kompliserte aerodynamiske overflater. CNC-bearbeidingssenteret kontrollerer X-, Y-, Z-aksene og A- og B-rotasjonsaksene samtidig. Dette holder bladets overflatenøyaktighet innenfor ± 0,01 mm og overflateruheten Ra < 0,4 μm. Dette gjør at boostingseffektiviteten går opp med 10 % og vekten går ned med 15 %.
Optimalisering av bearbeidingsbanen ved hjelp av simulering
Ved arbeid med lette hulkonstruksjoner kan CNC-systemet bruke CAD/CAM-programvare for å modellere risikoen for at verktøyet treffer arbeidsstykket og forbedre skjæreparametrene. Et firma som jobbet med underrammer av aluminiumslegering brukte simulering for å kutte tomgangsslaget med 25 % og skjærekraftsvingningen med 40 %. Dette kuttet behandlingstiden fra 45 minutter til 28 minutter. Dessuten ble verktøyslitasjehastigheten halvert ved å endre matehastigheten på flukt.
Feilkompensasjonsteknologi sørger for at nøyaktigheten forblir den samme.
Lette deler er svært utsatt for feil som gjøres under fresing. Laserinterferometre brukes av numeriske kontrollmaskiner for å holde øye med spindeltermisk deformasjon, skruestigningsproblemer og andre ting i sanntid. De gir deretter automatisk denne informasjonen til kontrollsystemet. For eksempel, når du produserer karbonfibertransmisjonsaksler, holder feilkorrigeringsteknologien koaksialitetsfeilen mellom 0,05 mm og 0,02 mm, noe som øker kraftoverføringseffektiviteten med 3 %.
3. En effektivitetsforsterker for rask prototyping og fleksibel produksjon
Lette biler trenger en god balanse mellom hvor godt de gjør forskning og utvikling og hvor fleksible de er i produksjon. Med maskineringsteknologi for numerisk kontroll kan du raskt lage prøver og endre produksjonslinjer, noe som øker hastigheten på produktiterasjonssyklusen.
CNC rask prototyping hjelper deg med å sjekke design.
CNC-maskinering kan lage prototyper av aluminiumslegering for batteribokser for nye energibiler på 72 timer, noe som er 80 % raskere enn å lage dem med tradisjonelle former. Et spesifikt selskap brukte CNC-maskinering for å teste gjennomførbarheten av en hulstrukturdesign på prøver av magnesiumlegering batteribrett. Dette kuttet vekten av sluttproduktet med 25 % og behandlingskostnadene for prøvene med 60 % ved å forbedre klemmeskjemaet.
Fleksibel produksjonslinje kan håndtere mange forskjellige typer produksjon.
Kombinasjonen av CNC-maskinverktøy med industriroboter og AGV-vogner har gjort en fleksibel produksjonslinje for lette deler. For eksempel var en viss girkassefabrikk i stand til å lage 12 forskjellige typer gir samtidig ved å bruke CNC maskineringssentre og automatiserte festesystemer. Dette reduserte overgangstiden fra 2 timer til 15 minutter og økte den totale utstyrseffektiviteten (OEE) med 40 %.
Bruk av digital tvillingteknologi for å forbedre prosessparametere
Ved prosessering av lette aluminiumslegeringsfelger bruker CNC-systemet digitale tvillinger for å modellere hvordan temperaturfeltet endres ved forskjellige skjærehastigheter. Den importerer deretter automatisk de beste innstillingene til maskinverktøyet. Etter å ha brukt denne metoden var et visst selskap i stand til å senke overflatedefektraten ved behandling av hjulnav fra 5 % til 0,3 % og kutte uplanlagt nedetid med 70 % ved å forutsi verktøyslitasje.