Maszyny do tworzenia rolek na zamówienie dla nadwozi i elementów konstrukcyjnych samochodów

Przemysł motoryzacyjny nieustannie dąży do zmniejszenia masy pojazdu, poprawy bezpieczeństwa w razie wypadku i ograniczenia kosztów produkcji. Formowanie na walcach stało się kluczową technologią do produkcji długich, wytrzymałych elementów konstrukcyjnych i białych elementów nadwozia – od paneli wahaczy i belek zderzakowych drzwi po szyny siedzeń i wzmocnienia zderzaków. Zindywidualizowana maszyna do formowania rolek do zastosowań motoryzacyjnych to wysoce wyrafinowany, w pełni zautomatyzowany system, który może przetwarzać zaawansowane stale o wysokiej wytrzymałości (AHSS) i stale o ultrawysokiej wytrzymałości (UHSS) o granicy plastyczności do 1700 MPa. W artykule omówiono wymagania inżynieryjne i innowacje technologiczne w samochodowych liniach do formowania walcowego.

Środowisko motoryzacyjne wymaga najwyższego wykorzystania materiałów i możliwości procesu. Formowanie na walcach ma kilka wyraźnych zalet w porównaniu z tłoczeniem długich profili: pozwala uzyskać część o kształcie zbliżonym do netto, o doskonałej spójności wymiarowej, powoduje mniejsze pocienienie i umocnienie przez zgniot na zgięciach oraz umożliwia obróbkę materiałów trudnych do tłoczenia ze względu na sprężynowanie lub ograniczoną odkształcalność. Dostosowana do potrzeb linia do formowania rolkowego może produkować części z wieloma zagięciami, wycięciami i wytłoczeniami w czasach cykli odpowiadających taktowi zakładu montażowego o dużej wydajności — często jedna część co kilka sekund.

Gatunki AHSS, takie jak DP980 i martenzytyczny MS1500, stanowią poważne wyzwanie dla urządzeń do formowania walcowego. Ich wysoka granica plastyczności wymaga wyjątkowo sztywnych ram maszyn i układów napędowych o wysokim momencie obrotowym. Niestandardowe maszyny do formowania rolek samochodowych wykorzystują mocno zbudowane stojaki z wałami o dużej średnicy i łożyskami stożkowymi, aby zarządzać naciskiem bocznym generowanym podczas formowania. Oprzyrządowanie rolkowe zostało zaprojektowane ze szczególnym uwzględnieniem kompensacji sprężynowania materiału, przy użyciu symulacji iteracyjnej w oprogramowaniu takim jak COPRA lub SHAPE-RF.

Ponieważ stal AHSS ma ograniczone wydłużenie przed pęknięciem, promienie zgięcia muszą być większe niż w przypadku stali miękkiej. Dostosowany harmonogram przejścia walców stopniowo rozkłada zginanie na więcej stanowisk, zapewniając, że naprężenie włókien zewnętrznych nigdy nie przekroczy limitu materiału. Po formowaniu część musi zachować swój przekrój poprzeczny z tolerancją ± 0,3 mm na przestrzeni kilku metrów, aby spełnić wymagania dotyczące urządzeń spawalniczych w warsztacie nadwoziowym.

Typowa linia do formowania rolek w samochodach obejmuje prasę do wstępnego przebijania napędzaną serwomechanizmem, która przed formowaniem wycina otwory i szczeliny w płaskiej taśmie. Ma to kluczowe znaczenie w przypadku części takich jak wzmocnienia słupków B, które wymagają precyzyjnego układu otworów do montażu. Po uformowaniu i ostatecznym odcięciu część często trafia do stacji prostowania lub korekcji odchylenia, aby skorygować wygięcie wzdłużne. Laserowe systemy pomiarowe skanują część i przekazują dane do jednostki korekcyjnej, która stosuje kontrolowane zginanie w celu uzyskania zerowego przesunięcia.

Niektóre maszyny do formowania rolek samochodowych integrują ogniwa do spawania laserowego w celu formowania spawanych na zamówienie półfabrykatów lub zamkniętych sekcji rurowych. Linia do formowania rolkowego może przyjąć dwa paski o różnej grubości, zespawać je ze sobą na bieżąco, a następnie uformować połączony półfabrykat w jeden profil o różnej grubości na całej długości. Technologia ta, znana jako elastyczne formowanie rolek, jest najnowocześniejsza i całkowicie zależna od dostosowanej do indywidualnych potrzeb konstrukcji maszyny.

W produkcji samochodów zero wad nie podlega negocjacjom. Dostosowane maszyny do formowania rolek dla przemysłu samochodowego obejmują wiele stacji kontroli wizyjnej. Kamery wykrywają defekty powierzchni, sprawdzają obecność i położenie otworów oraz mierzą geometrię przekroju poprzecznego za pomocą triangulacji laserowej. Każda część niezgodna ze specyfikacją jest automatycznie odrzucana, a dane są rejestrowane w celu statystycznej kontroli procesu. Sterownik PLC maszyny komunikuje się z systemem zarządzania produkcją zakładu, umożliwiając monitorowanie w czasie rzeczywistym z dowolnego miejsca na świecie.

Zindywidualizowana maszyna do formowania rolek stała się integralną technologią w produkcji samochodów, umożliwiając masową produkcję lekkich, odpornych na uderzenia elementów konstrukcyjnych. Jego zdolność do obróbki najtwardszej stali, integrowania wielu operacji w jednym przejściu i zapewniania powtarzalności na poziomie mikronów sprawia, że ​​jest niezastąpiony w nowoczesnych platformach pojazdów. W miarę jak branża zmierza w kierunku pojazdów elektrycznych i dalszej redukcji masy, zaawansowanie linii do formowania rolek w branży motoryzacyjnej będzie w dalszym ciągu wzrastać.