Máy tạo cuộn tùy chỉnh cho cơ thể ô tô và các thành phần cấu trúc

Ngành công nghiệp ô tô đang nỗ lực không ngừng để giảm trọng lượng xe, cải thiện độ an toàn khi va chạm và giảm chi phí sản xuất. Tạo hình cuộn đã nổi lên như một công nghệ quan trọng để sản xuất các bộ phận có kết cấu dài và có độ bền cao và thân xe màu trắng—từ các tấm bập bênh và dầm chịu va đập cửa cho đến rãnh ghế và phần gia cố cản. Máy tạo hình cuộn tùy chỉnh dành cho các ứng dụng ô tô là một hệ thống hoàn toàn tự động, rất phức tạp, có thể xử lý các loại thép cường độ cao tiên tiến (AHSS) và thép cường độ cực cao (UHSS) với cường độ năng suất lên tới 1.700 MPa. Bài viết này tìm hiểu các nhu cầu kỹ thuật và đổi mới công nghệ trong dây chuyền tạo hình cuộn ô tô.

Môi trường ô tô đòi hỏi khả năng xử lý và sử dụng vật liệu tối ưu. Tạo hình cuộn mang lại một số lợi thế khác biệt so với việc dập cho các biên dạng dài: nó tạo ra một bộ phận gần như hình lưới với tính nhất quán về kích thước tuyệt vời, nó tạo ra ít độ mỏng hơn và gia công cứng lại khi uốn cong, đồng thời nó có thể xử lý các vật liệu khó dập do lò xo hồi phục hoặc khả năng tạo hình hạn chế. Dây chuyền tạo hình cuộn tùy chỉnh có thể tạo ra các bộ phận có nhiều đường uốn, đường cắt và dập nổi ở thời gian chu kỳ phù hợp với công suất của nhà máy lắp ráp khối lượng lớn—thường cứ sau vài giây lại có một bộ phận.

Các loại AHSS như DP980 và martensitic MS1500 đặt ra thách thức nghiêm trọng đối với thiết bị tạo hình cuộn. Độ bền năng suất cao của chúng đòi hỏi khung máy cực kỳ cứng và hệ thống truyền động mô-men xoắn cao. Máy tạo hình cuộn ô tô tùy chỉnh sử dụng các giá đỡ được chế tạo chắc chắn với trục có đường kính lớn và vòng bi côn để quản lý lực đẩy bên được tạo ra trong quá trình tạo hình. Dụng cụ cuộn được thiết kế đặc biệt chú ý đến khả năng bù đàn hồi của vật liệu, sử dụng mô phỏng lặp trong phần mềm như COPRA hoặc SHAPE-RF.

Vì AHSS có độ giãn dài hạn chế trước khi đứt nên bán kính uốn phải lớn hơn đối với thép nhẹ. Lịch trình cuộn tùy chỉnh sẽ phân bổ độ uốn tăng dần trên nhiều trạm hơn, đảm bảo độ biến dạng của sợi bên ngoài không bao giờ vượt quá giới hạn của vật liệu. Sau khi tạo hình, bộ phận phải duy trì mặt cắt ngang trong phạm vi dung sai ± 0,3 mm trên vài mét để đáp ứng các yêu cầu về thiết bị hàn trong xưởng thân xe.

Dây chuyền tạo hình cuộn ô tô điển hình bao gồm một máy ép xuyên trước điều khiển bằng servo để đục các lỗ và rãnh trên dải phẳng trước khi tạo hình. Điều này rất quan trọng đối với các bộ phận như cốt thép cột B yêu cầu các mẫu lỗ chính xác để lắp ráp. Sau khi tạo hình và cắt lần cuối, bộ phận này thường đi vào trạm hiệu chỉnh thẳng hoặc quét để hiệu chỉnh độ cong dọc. Hệ thống đo laze quét bộ phận và cung cấp dữ liệu cho bộ phận hiệu chỉnh áp dụng phương pháp uốn có kiểm soát để đạt được độ quét bằng 0.

Một số máy tạo cuộn ô tô tích hợp các tế bào hàn laze để tạo thành các phôi hàn được thiết kế riêng hoặc các phần hình ống kín. Dây chuyền tạo hình cuộn có thể lấy hai dải có độ dày khác nhau, hàn chúng lại với nhau một cách nhanh chóng, sau đó tạo thành phôi kết hợp thành một mặt cắt duy nhất có độ dày khác nhau dọc theo chiều dài của nó. Công nghệ này, được gọi là tạo hình cuộn linh hoạt, tiên tiến và hoàn toàn phụ thuộc vào thiết kế máy tùy chỉnh.

Trong sản xuất ô tô, không có sai sót nào là không thể thương lượng được. Máy tạo hình cuộn tùy chỉnh dành cho ngành công nghiệp ô tô kết hợp nhiều trạm kiểm tra bằng hình ảnh. Camera phát hiện các khuyết tật bề mặt, kiểm tra sự hiện diện và vị trí của lỗ cũng như đo hình học mặt cắt ngang bằng phép đo tam giác laser. Bất kỳ phần nào không có thông số kỹ thuật sẽ tự động bị từ chối và dữ liệu sẽ được ghi lại để kiểm soát quy trình thống kê. PLC của máy giao tiếp với hệ thống quản lý sản xuất của nhà máy, cho phép giám sát thời gian thực từ mọi nơi trên thế giới.

Máy tạo hình cuộn tùy chỉnh đã trở thành một công nghệ không thể thiếu trong sản xuất ô tô, cho phép sản xuất hàng loạt các bộ phận kết cấu nhẹ, chống va chạm. Khả năng xử lý các loại thép cứng nhất, tích hợp nhiều hoạt động trong một lượt và mang lại khả năng lặp lại ở cấp độ micron khiến nó không thể thiếu đối với nền tảng xe hiện đại. Khi ngành công nghiệp hướng tới xe điện và giảm trọng lượng hơn nữa, độ phức tạp của dây chuyền tạo hình cuộn ô tô sẽ tiếp tục được nâng cao.