De introductie van auto's heeft de hele beschaving veranderd door snel persoonlijk vervoer te bieden aan substantiële delen van de bevolking, terwijl het een hele klasse van arbeidskrachten en een aspect van de bewonderde cultuur voortbracht. Nu bestaat de auto-industrie over de hele wereld, met China momenteel 's werelds grootste fabrikant van auto's met een totale productie van meer dan 26 miljoen voertuigen in 2021.
Vanaf de ontwikkeling van het eerste autovoertuig zijn de productieprocessen aanzienlijk veranderd. Tijdens de massaproductie van de Ford Model T verenigde een groot aantal arbeidskrachten zich om de onderdelen met de hand in elkaar te zetten. Daarna zijn vanaf 1960 robots in korte tijd de mainstream geworden voor het uitvoeren van onderdelenassemblage en laswerk. Anders dan montage en lassen, vereist de productie van auto's andere bewerkingen zoals frezen, boren, saai en draaien enz.
Over het algemeen worden deze bewerkingen uitgevoerd met behulp van een gemotoriseerd gereedschap zoals een boor-, draai- of freesmachine. Om aan de vraag van de wereldbevolking te voldoen, moet de productie van een voertuig in een zeer kort tijdsbestek plaatsvinden. Voor deze, het proces van CNC-bewerking met computerbesturing en automatiseringsvoordelen als een succesvolle optie voor zowel productie als prototyping.
CNC-machines worden veel gebruikt in de auto-industrie voor het produceren van auto-onderdelen. CNC-machines zijn uitgerust met precisiegereedschappen die nauwkeurig complexe en ingewikkelde vormen kunnen produceren. Enkele van de gebruikelijke auto-onderdelen die met CNC-machines worden geproduceerd, zijn onder meer motorcomponenten, ophangingscomponenten, transmissiecomponenten en carrosseriedelen.
Waarom wordt CNC-bewerking gebruikt in de auto-industrie?
Om in deze competitieve markt te blijven, herontwerpen fabrikanten snel voertuigmodellen, en hiervoor is er behoefte aan het produceren van uiterst complexe en gespecialiseerde vormen. De belangrijkste zorg hierbij is het handhaven van een laag lichaamsgewicht zonder de integriteit en de totale veiligheid van het voertuig op te geven. Hiervoor is het nodig om de materialen te bewerken, die tijdens de bewerking gevoelig zijn voor kromtrekken of breken. Vooral de auto-industrie consumeert aluminium en andere lichtgewicht materialen zoals Poly Methyl Methacrylaat (PMMA) en Acrylglas. Dit implodatiebestendige PMMA wordt gebruikt als alternatief voor glas, dat voornamelijk wordt gebruikt voor verlichtingsarmaturen en dat zijn bewerkingsproblemen heeft. Fabrikanten realiseren zich dat het verlangen naar luxetechnologie in hun auto's toeneemt, wat afhangt van de gespecialiseerde elektronische onderdelen en de krappe toleranties. Zonder te gebruiken Computer Numerical Control (CNC) bewerking, het handhaven van de integriteit van het materiaal en het bereiken van deze nauwe toleranties is een zware taak. CNC-bewerking is overheersend in de auto-industrie vanwege de herhaalbaarheid en tijdigheid van productie tot aan de lopende band. De geautomatiseerde CNC-machines nemen G- en M-codes als invoer en zetten deze om in een reeks bewerkingen, waardoor de gemotoriseerde gereedschappen zoals boor, draaibank of frees dienovereenkomstig zullen handelen. Hiervoor moet de operator het werkstukmateriaal in de machine instellen, hierdoor zal de CNC het werkstuk omzetten in een afgewerkt product met een hogere nauwkeurigheid in vergelijking met conventionele bewerking van onderdelen.
Toepassingen van CNC-bewerkingen voor de auto-industrie
CNC-bewerking (Computer Numeric Control) wordt veel gebruikt in de auto-industrie voor het produceren van nauwkeurige en hoogwaardige onderdelen. Enkele veelvoorkomende toepassingen van CNC-bewerking in de auto-industrie zijn:
- Motoronderdelen: CNC-bewerking wordt gebruikt om motoronderdelen zoals cilinderkoppen, carters en klepdeksels met hoge nauwkeurigheid en herhaalbaarheid te produceren.
- Ophangingsonderdelen: CNC-bewerking wordt gebruikt om ophangingsonderdelen zoals bedieningsarmen, spindels en knokkels te vervaardigen.
- Transmissieonderdelen: CNC-bewerking wordt gebruikt voor de productie van transmissieonderdelen zoals versnellingsbakken, schakelvorken en koppelingsplaten.
De CNC-machines hebben de hele auto-industrie getransformeerd door vergelijkbare onderdelen in grote hoeveelheden te produceren om aan de marktvraag te voldoen. Hieronder volgen de verschillende toepassingen van CNC-machines in de auto-industrie.
1. Het motorblok
Automotive motorblok
De motor is het meest gecompliceerde en overheersende onderdeel van elk systeem dat het voertuig in beweging houdt. Voor deze motor kan een groot aluminium blok worden bewerkt tot een cilinderblok waarin de motorcilinder zuigers bevat die op en neer bewegen. Door de complexiteit en de grote verscheidenheid aan materialen is CNC verspanen een prachtige methode. Het programmeren van de CNC-machine is een zware en tijdrovende taak, die een hoog vaardigheidsniveau vereist. Eenmaal voorbereid, kan de machine zonder enige hulp en een toename van het personeel talloze motorblokken produceren met dezelfde nauwkeurigheid en tolerantie. De onderdelen die bij het motorblok horen, zoals de cilinderkop, het inlaatspruitstuk en de onderdelen die de cilinders en het cilinderblok omsluiten, worden over het algemeen geproduceerd met behulp van CNC-machines. De CNC-bewerking omvat CNC-frezen, CNC-draaien, draadvonken en andere processen.
2. Verlichting
Koplampen van een auto
De CNC-machine helpt bij het bouwen van verschillende onderdelen die nodig zijn om licht te genereren in auto's. Voor de bestuurder zorgt het licht dat uit de koplampen van voertuigen komt ervoor dat het zich verspreidt naar een comfortabel bereik op de weg. Hiervoor moeten de reflectoren gemaakt met PMMA en acrylglas met hoge nauwkeurigheid en nauwe toleranties worden gemaakt. CNC-bewerking wordt gebruikt om deze reflectoren in bulk te produceren voor massaproductie. De fabrikanten kunnen verlichting voor een voertuig produceren, inclusief zowel de koplampen als de interieurverlichting door PMMA te bewerken.
3. Startmotoren
Startmotor van een auto
De apparaten die ervoor zorgen dat de verbrandingsmotor zelfstandig werkt, worden startmotoren genoemd. Om de consistentie van de voertuigen te behouden, zijn deze startmotoren van het grootste belang. Het heeft een complex ontwerp en vereist een fabricageproces met zeer hoge nauwkeurigheid, precisie en nauwe toleranties. CNC-bewerking is ideaal voor deze beperkingen om de onderdelen met precisie, nauwkeurigheid en toleranties te produceren. De CNC-bewerking zal ook de juiste optimalisatie van de vitale onderdelen van het autovoertuig mogelijk maken volgens de ontwerpvereisten.
4. Aandrijfassen
Aandrijfassen van een auto
In een auto bestaat de aandrijfas uit twee halve assen die door een constante snelheidskoppeling met een wiel zijn verbonden. Dit kritieke onderdeel zorgt voor een soepele werking van de wielen, wat een hoge precisie en nauwkeurigheid vereist. De CNC-bewerking zal profiteren om deze onderdelen te produceren, zoals hypoïde tandwielen en conische tandwielen van het aandrijfasmechanisme.
5. Versnellingsbak
Het koppel en de snelheid van het voertuig worden gewijzigd door de versnellingsbak die deel uitmaakt van het transmissiesysteem van het voertuig. Het ontwerp van een versnellingsbak is gecompliceerd en vereist zeer nauwe toleranties om een kleine ruimte in te nemen. Tijdens de productie kan een kleine fout in de toleranties verkeerde uitlijning, tandwielslijtage en defecte tandwielen veroorzaken. De meerderheid van de autoproductiebedrijven minimaliseert het gebruik van traditionele processen voor het maken van tandwielen, zoals tandwielhobbing, door gebruik te maken van CNC-bewerkingen. CNC-bewerking maakt de productie mogelijk van hoogwaardige tandwielen met hoge nauwkeurigheid, precisie en nauwe toleranties door de noodzaak van aanvullende nabewerkingen te elimineren.
6. Interieur- en dakpanelen
Dashboard van een auto
De prestaties van moderne auto's worden verbeterd door gebruik te maken van lichtgewicht materialen. De meeste autofabrikanten gebruiken polymeren en kunststoffen om het gebruik van staal voor het maken van interieur- en dakpanelen te verminderen. De panelen zijn licht van gewicht en kunnen twee keer zo dik zijn als staal. CNC-bewerking wordt gebruikt om deze panelen met hoge precisie en oppervlakteafwerking te vervaardigen. Hoofdzakelijk worden de dashboardframes, snelheidsmeter en gasmeters geproduceerd uit een blok polypropyleen (PP) met behulp van de CNC-machine. Hiermee worden de uitsparingen van deze onderdelen perfect uitgelijnd zonder gebruik te maken van enig ander verbindingsmechanisme.
7. Aangepaste autowielen
Lichtmetalen wiel van een auto
8. Aangepaste onderdelen
Door CNC-bewerking te gebruiken, worden verschillende andere onderdelen van het autovoertuig geproduceerd, zoals ophangingscomponenten, uitlaatdelen, carburateurbehuizingen, vloeistofsysteemcomponenten, bussen, waardehouders, spinners en remmen. Dit fabricageproces is ook nuttig om op maat gemaakte onderdelen van specifieke voertuigen te produceren door het onderdeelontwerp met CAD te wijzigen.
Laten we vandaag een nieuw project starten
Voordelen van het gebruik van CNC-bewerkingen in de auto-industrie
1. Snelheid
Voor de auto-industrie speelt CNC-bewerking een belangrijke rol vanwege de snelheid. De machinale bewerkingen kunnen snel worden uitgevoerd met weinig tussenkomst van het personeel, omdat het afhankelijk is van computerinstructies. Deze bewerking wordt gebruikt om auto-onderdelen in grote volumes te produceren, omdat de fabrikanten op zoek zijn naar een inactief proces dat menselijke fouten en vermoeidheid elimineert. Door deze bewerking te gebruiken, zien de fabrikanten een toename van de productiviteit, met name omdat de computerinstructies talloze keren kunnen worden herhaald.
2. Automatisering
Bij CNC-bewerkingen is automatisering een voordeel, wat de productietijd verbetert in vergelijking met het conventionele proces. De automatisering is meer gestroomlijnd voor een te vervaardigen onderdeel en de robotarmen zullen helpen bij het verwijderen van het onderdeel zodra het uit de machine is.
3. Herhaalbaarheid
Voor langere perioden kan een CNC-machine zijn functies snel en zonder enige discrepantie herhalen. Door gebruik te maken van deze machine die wordt bestuurd door een computer, kan het onderdeel meerdere keren worden geproduceerd zonder de samenhang tussen de onderdelen te verliezen. Voor de massaproductie van een enkel onderdeel zijn autofabrikanten uitermate afhankelijk van dit bewerkingsproces. De productie van grote volumes door gebruik te maken van CNC-bewerkingen is kosteneffectiever vanwege de minder tussenkomst van het personeel. Dit is een van de beste voordelen van CNC-machines in de auto-industrie.
4. Nauwkeurigheid en precisie
De meeste autofabrikanten zijn van mening dat CNC-bewerking een inactief productieproces is vanwege de hoge nauwkeurigheid en precisie. De computergestuurde en geautomatiseerde aard van het proces staat geen enkele mogelijkheid van fouten toe en kan toleranties bieden van ±0.001 ̋. De auto-industrie vereist deze fijne toleranties, aangezien een storing van een kritiek onderdeel van het voertuig ernstige gevolgen zal hebben voor de eindgebruiker. De CNC-machine kan complexe auto-onderdelen produceren met hoge nauwkeurigheid en precisie en met nauwe toleranties.
FAQ
Wat zijn de soorten CNC-machines die in de auto-industrie worden gebruikt?
Er zijn talloze soorten CNC-machines op de markt. De auto-industrie heeft verschillende soorten CNC-machines nodig, afhankelijk van de complexiteit van de onderdelen. Eenvoudige onderdelen kunnen worden geproduceerd met behulp van de eenvoudige CNC (2-assig of 3-assig), maar complexe onderdelen zoals versnellingsbakken kunnen alleen worden uitgevoerd met behulp van de geavanceerde CNC zoals 4-assig of 5-assig. Deze machines kunnen langs meerdere assen draaien en kunnen nauwkeurigere en nauwere toleranties produceren. Het type machine is afhankelijk van het proces en er zijn vijf soorten CNC-machines beschikbaar zoals CNC-draaimachine, freesmachine, boormachine, lasermachine en plasmasnijmachine.
Wat zijn de materialen die worden gebruikt bij CNC-bewerkingen in de auto-industrie?
Veel soorten materialen zijn compatibel met CNC-bewerking, maar de zeer goed bewerkbare is het beste voor het proces. De zeer goed bewerkbare automobielmaterialen omvatten metalen zoals aluminium, messing, roestvrij staal, gelegeerd staal, enz., en kunststoffen zoals ABS, PEEK, PMMA, polycarbonaat, PTFE, nylon, enz., hout, schuim en composietmaterialen. Laag verspaanbare materialen zoals titanium worden ook gebruikt in de auto-industrie, maar voor titanium zijn speciale snijgereedschappen vereist.
Wat is het verschil tussen 3D printen en CNC verspanen voor de auto-industrie?
3D-printen is een additive manufacturing-proces dat het eindproduct produceert door opeenvolgende materiaallagen te introduceren. Aan de andere kant is CNC-bewerking een subtractief proces dat het eindproduct produceert door de materiaallagen van het werkstukblok te verwijderen. Beide processen zijn zeer nauwkeurig, er is meer maatwerk mogelijk door 3D-printen en een breed scala aan materialen is compatibel met CNC-bewerkingen.
0 reacties