Jak działa cięcie metalu w motoryzacji

Przecinarki plazmowe wykorzystują zjonizowany strumień gazu do cięcia metalu i można je zaprogramować tak, aby były niezwykle dokładne. Zobacz więcej zdjęć elektronarzędzi. © iStockphoto.com/Dainis Derics

Wielki artysta Michał Anioł podobno powiedział: „Każdy blok kamienny ma w sobie posąg i zadaniem rzeźbiarza jest jego odkrycie”.

To dobrze, jeśli rzeźbisz marmur dłutem, ale co, jeśli arcydziełem, nad którym pracujesz, jest samochód? Albo fabryka pełna samochodów, wszystkie zbudowane głównie ze stali?

Stal jest niewiarygodnie mocna, ale jednocześnie wystarczająco lekka, aby używać jej jako jednego z głównych materiałów w produkcji samochodów. Ale z tak twardą substancją, jak pociąć ją na niezliczone złożone kształty, które składają się na działający samochód?

W rzeczywistości istnieje kilka kroków w tworzeniu gotowego nadwozia lub podwozia samochodu - instalowanie takich elementów, jak drzwi, maski i podzespoły ramy. W tym artykule skupimy się tylko na jednym z tych etapów - cięciu metalu przed jego ukończeniem i przymocowaniem do samochodu.

Narzędzia i techniki skrawania opisane na kilku następnych stronach są wykorzystywane przez dostawców dla przemysłu samochodowego, a także przez niezależne zakłady produkcyjne. Często zamiast ręcznego cięcia metalu przez rzemieślnika, surowe elementy są umieszczane na lub wewnątrz skomputeryzowanej maszyny, która może ciąć i kształtować część do precyzyjnych pomiarów. W rzeczywistości odkryjesz, że komputery są stosowane do wszystkiego, od cięcia metalowych paneli karoserii po obróbkę ramy i części silnika.

Czytaj dalej, aby dowiedzieć się o technologiach skrawania metali, które wspomagają przemysł motoryzacyjny.

Cięcie metali w motoryzacji wykorzystuje wiele tych samych technik i technologii, co cięcie metali w innych gałęziach przemysłu, takich jak przemysł stoczniowy.

W przypadku małych, niewielkich prac, które nie wymagają super precyzyjnej dokładności - na przykład do cięcia metalu wykonywanego w warsztacie samochodowym - narzędzie może być tak proste, jak ręczne nożyce tnące.

Ale w przypadku prac o większej objętości lub tych w produkcji samochodów, które wymagają bardzo precyzyjnych cięć, sprzęt staje się bardziej skomplikowany. Na przykład lasery sterowane komputerowo, przecinarki plazmowe i strumienie wody są powszechnie używane z wielu powodów:

• Potrafią szybko przeciąć dużo materiału.
• Skomputeryzowane kontrole zapewniają, że jest kilka błędów.
• Większa dokładność pomaga zmniejszyć ilość odpadów, a tym samym obniża koszty.

W wysoce konkurencyjnym przemyśle motoryzacyjnym dostawcy części samochodowych zawsze szukają narzędzi, które pozwolą zaoszczędzić pracę bez poświęcania jakości.

Oto kilka szybkich zdjęć przedstawiających działanie precyzyjnych, wytrzymałych narzędzi skrawających:

Lasery: Lasery dobrze sprawdzają się przy cięciu blachy stalowej o grubości do 1/2 cala (1,27 centymetra) i aluminium o grubości do 1/3 cala (0,9 centymetra). Lasery są najskuteczniejsze w przypadku materiałów wolnych od zanieczyszczeń i niespójności. Materiały o niższej jakości mogą powodować poszarpane cięcia lub rozpryski stopionego metalu na soczewce lasera.

Osocze: Plazma przepuszcza zjonizowany strumień gazu obok ujemnie naładowanej elektrody wewnątrz dyszy palnika. Tymczasem przecinany metal jest naładowany dodatnio. Kiedy gaz styka się z metalem, tworzy przegrzany obszar między 20 000 a 50 000 stopni Fahrenheita (11 093 a 27 760 stopni Celsjusza), który przecina metal [źródło: Rupenthal i Burnham].

Aby samochody wyglądały i działały jak najlepiej, ich metalowe części muszą być cięte w bardzo wąskich zakresach dokładności zwanych tolerancje. Aby dowiedzieć się o postępach, które poprawiają tę dokładność, przejdź do następnej strony.

Strumień wody przedostaje się przez zestawienie stali, bloków betonowych i pianki polistyrenowej podczas demonstracji w laboratorium wysokociśnieniowego strumienia wody Uniwersytetu Missouri-Rolla w Rolla, Mo. AP Photo / Kelley McCall

Produkcja samochodów to ciągłe ulepszanie - nabywcy samochodów oczekują od nowszych pojazdów większej wyrafinowania, osiągów i bezpieczeństwa, ale zazwyczaj nie chcą za nie płacić dużo więcej. Aby pojazdy były strukturalnie mocniejsze, bardziej precyzyjnie zbudowane i nadal dostępne w przystępnej cenie, oznacza wykorzystanie postępów technologicznych, takich jak te opisane poniżej:

EDM: Obróbka elektroerozyjna drutem (EDM) przecina metale, wytwarzając silną iskrę elektryczną. Ujemnie naładowana elektroda wykonana z molibdenu lub mosiądzu pokrytego cynkiem wyzwala iskrę, gdy znajduje się w pobliżu dodatnio naładowanego elementu metalowego. Zaleta tej metody: może osiągnąć dokładność do 1/10 000 cala. To 10 razy mniej niż szerokość ludzkiego włosa! [źródło: Ley]

EDM ma jednak pewne wady. Po pierwsze, działa tylko na materiałach przewodzących prąd elektryczny. Po drugie, jest dość powolny - aż 10 razy wolniejszy niż nasza następna technologia [źródło: Rupenthal i Burnham].

Dysze wodne: Pomyśl o strumieniach wody jak o wysokociśnieniowym, płynnym papierze ściernym. Waterjets wykorzystują proces zwany „zimną erozją naddźwiękową”, aby zdmuchnąć materiał wodą i pewnym rodzajem granulowanego dodatku, zwanego ścierny. Ta kombinacja pozwala strumieniem wody przecinać metale o grubości do 10 cali (25,4 centymetra) z dużą dokładnością [źródło: KMT Waterjet Systems].

To narzędzie do cięcia metalu zyskało uznanie wśród entuzjastów samochodów Jay Leno i sławnego warsztatu samochodowego West Coast Customs. Jest stosunkowo łatwy w użyciu i może przecinać wiele różnych materiałów oprócz metali.

Aby uzyskać więcej informacji na temat motoryzacyjnego cięcia metalu i innych powiązanych tematów, skorzystaj z łączy na następnej stronie.

Powiązane artykuły

• 10 najlepszych technologii samochodów codziennego użytku pochodzących z wyścigów
• Jak działają Hypercars
• Jak działa transport samochodowy
• Jak działają komputery samochodowe
• Jak będą działać samochody bez kierowcy
• Jak działają linie produkcyjne w branży motoryzacyjnej
• Czy możesz złożyć własny samochód?
• Co sprawia, że ​​cyfrowy samochód jest cyfrowy?
• Co nowego w technologii olejów syntetycznych?
• Czy naprawy samochodów w przyszłości okaleczą Cię finansowo??

Źródła

• Ukryte, Steve. „Korzystanie z ręcznej przecinarki plazmowej”. Fabricator.com. 30 maja 2001. (5 grudnia 2009) http://www.thefabricator.com/plasmacutting/PlasmaCutting_Article.cfm?ID=16
• Systemy strumienia wody KMT. „Cięcie samochodowe przy użyciu systemów KMT Waterjet”. (5 grudnia 2009) http://www.kmtwaterjet.com/automotive.aspx
• Ley, Brian. „Średnica ludzkiego włosa”. The Physics Factbook. 1999. (7 grudnia 2009) http://hypertextbook.com/facts/1999/BrianLey.shtml
• Olsen, Dr. John H. „Nowsza technologia napędu liniowego poprawia dokładność strumienia wody, zmniejsza koszty”. Fabricator.com. (5 grudnia 2009) http://www.thefabricator.com/WaterjetCutting/WaterjetCutting_Article.cfm?ID=2366
• Ruppenthal, Michael i Burnham, Chip. „Odkrywanie komplementarnych metod cięcia: Porównanie możliwości lasera, plazmy, elektrodrążenia z technologią strumienia wody”. Fabricator.com. 4 września 2001 r. (4 grudnia 2009 r.) Http://www.thefabricator.com/WaterjetCutting/WaterjetCutting_Article.cfm?ID=394
• US Census Bureau. „Produkcja obrabiarek (typy do cięcia metalu): 2002 r.” 18 stycznia 2005 r. (6 grudnia 2009 r.) Http://www.census.gov/prod/ec02/ec0231i333512.pdf