Быстрый инструментарий: трансформация автомобильного производства передовой манufактурой

Недавние достижения в производстве помогли множеству отраслей, но немногие испытали столько инноваций, сколько автомобильная сфера. Производители автомобилей, мотоциклов, грузовиков и многих других видов транспорта среди первых используют последние технологические разработки в аддитивном и субтрактивном производстве. В том же духе быстрый инструментарий оказал замечательное влияние на автомобильную промышленность, расширяя границы возможного в скорости производства и стоимостной эффективности.

Быстрый инструментарий давно является важной частью производства транспортных средств, но он набирает обороты благодаря повышенному распространению технологических достижений в последние годы. Хотя многие компании отказываются от инструментария полностью (часто используя аддитивные производственные процессы, делающие определенные инструменты устаревшими), другие сегменты усиливают усилия по созданию уникальных, оптимизированных производственных цепочек. Более того, увеличенное количество мастерских и квалифицированных механиков сделало производство инструментов, форм и всех видов приспособлений проще, чем когда-либо.

Вот лишь некоторые способы, которыми быстрый инструментарий меняет автомобильную промышленность:

Стоимостная эффективность

Когда речь заходит о конечном результате, смесь методов, составляющих быстрый инструментарий, предлагает возможности для сокращения затрат в масштабе, как никакие другие. Это особенно критично для автомобильных производителей, так как они имеют тенденцию производить довольно большое количество единиц в зависимости от своих производственных объемов. Хотя быстрый инструментарий не подходит для массового производства, в их производственной цепочке могут быть другие процессы, не требующие таких высоких объемов.

Следовательно, если компания не нацелена на уровни массового производства, ей может потребоваться множество деталей, требующих методов быстрого прототипирования. Такой процесс особенно полезен для надстроек или настраиваемых деталей для существующих автомобилей, где необходимые объемы малы, но могут сильно варьироваться. Это также полезно в этом смысле благодаря способности настраивать и перерабатывать дизайны при низких затратах.

В результате этой стоимостной эффективности быстрый инструментарий предлагает экономию масштаба на многих уровнях, особенно при малых производственных партиях. В целом, основная область, где сокращаются затраты — это циклы производственного времени. Скорость производства является решающим фактором здесь, так как в автомобильном производстве сокращение даже нескольких дней в любом процессе может привести к экономии тысяч долларов в долгосрочной перспективе.

Более быстрый инструментарий позволяет производителям получать множество прототипов за очень короткий период времени по более экономичной цене. Это дает больше свободы при внесении дизайнерских изменений и тестировании новых идей. Это может быть огромным преимуществом для итераций и изменений, потому что традиционные формы и инструменты занимают гораздо больше времени, делая переработки сложными. Напротив, быстрый инструментарий делает весь этот процесс дешевле, освобождая процессы и ресурсы в процессе.

Быстрый инструментарий также позволяет автомобильным производителям заниматься более дешевым прототипированием и проектированием более эффективными по труду способами. Во-первых, быстрый инструментарий требует серии автоматизированных методов с очень малым трудоемким вводом. Кроме того, он позволяет сократить количество итераций дизайна, экономя рабочее время и оптимизируя процессы и ресурсы для максимальной эффективности.

Временная эффективность

Одна из областей, где пересекаются экономия затрат и времени — это тестирование. Благодаря более быстрому тестированию и времени оборота, быстрый инструментарий и прототипирование могут представлять крупные возможности для производителей определенных компонентов. Помимо более быстрых процессов проектирования, существует также возможность легко вносить изменения и улучшать дизайны. Быстрый инструментарий позволяет дорабатывать и улучшать дизайн формы до тех пор, пока продукт не получит точно желаемые свойства и функции, которых хочет производитель. Следовательно, любые конструктивные дефекты могут быть выявлены и устранены до производства, экономя дополнительное время и затраты в будущем.

В случае Mirror Controls International (MCi), этот уровень скорости оказался очень полезным. Они разрабатывали новый тип актуаторной обратной пластины, которому требовался радикально новый производственный процесс. Они остановились на композитном SLA-материале Somos PerFORM для нового прототипа актуаторной обратной пластины и заменили традиционную алюминиевую литейную форму MCi. 3D-печатанный SLA-инструментарий помог снизить затраты на 60%, а также сократить процесс прототипирования на целые три недели.

Критическая часть разработки продукта — создание прототипов, которые можно протестировать перед переходом к полноценному производству. Эвелин Солтерс, проектировщик продукта MCi, заявляет: «Для проекта вроде нашей новой актуаторной обратной пластины, которому нужно прототипирование для изучения нового дизайна, использование алюминия для создания инструментария для детали — довольно дорогой и медленный процесс. Мы искали новый подход, предлагающий более низкие вложения, но также позволяющий использовать материал, похожий на или такой же, как материал, используемый в серийном производстве. Цель состояла в том, чтобы сделать разработку обратной пластины стоимостно эффективной, быстрой, гибкой и более реалистичной».

Долговечный, функциональный инструментарий

Точность и последовательность быстрого инструментария позволили производителям изготавливать точные и долговечные функциональные детали. Хотя это может не относиться к конечному продукту, эти инструменты играют важную роль в производстве конечного продукта. Такие прототипы могут быть инструментами для проверки стыковок или зазоров в сборке с другими деталями. Или альтернативно предметами для оценки функциональных тестов. Например, Volvo широко использует быстрый инструментарий для широкого спектра целей.

Преимущество, которое предоставляет быстрый инструментарий, — это способность производить детали из материалов со свойствами, похожими на материал конечного продукта, приближаясь к их размерной точности ближе, чем это позволяют концептуальные модели. Производственный объем обычно небольшой, но относительно большие объемы могут быть произведены с использованием жесткого инструментария.

Литье в резиновые формы — отличный способ производства функциональных прототипов с использованием каучука вулканизации при комнатной температуре. Другой метод, способный производить высококачественные прототипы с еще большей сложностью — литье в выплавимые модели. Эти методы особенно хороши для типов пластиков, полезных в автомобильной промышленности.

Цифровизация

Как и в случае с ЧПУ и 3D-печатью, определенные формы быстрого инструментария приносят серьезные преимущества благодаря своей цифровой природе. Однако, поскольку быстрый инструментарий часто представляет собой комбинацию множества разрозненных методов, он представляет дополнительные преимущества по сравнению с простым использованием одного метода. Например, легко распределить обязанности между различными филиалами завода автомобильной компании. Таким образом, компания может спроектировать инструмент в одном месте, мгновенно отправить цифровую модель, протестировать в другом месте и иметь её доступной везде после утверждения. Это особенно полезно для 3D-печатанных форм, так как они могут производиться внутри компании или легко отправляться в другие объекты как STL-файлы.

Заключение

Быстрый инструментарий занимает важное место в автомобильной промышленности, особенно когда речь идет о разработчиках компонентов, таких как зеркала, приборные панели, рулевые механизмы и другие распространенные элементы автомобилей. По мере прогресса технологий ожидается улучшение в тех областях, где она не хватает, например, увеличение числа используемых материалов. Такие улучшения дадут ей больше актуальности для автопромышленности и помогут закрепить её вдоль большего количества участков производственной цепи в ближайшем будущем. Если у вас есть вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами для совместного решения!