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In den letzten Jahren sind die für die Herstellung von Automobilstahl benötigten natürlichen Ressourcen wie Eisenerz und Koks immer knapper geworden. Eine Verbesserung der Materialnutzung kann nicht nur die Herstellungskosten von Automobilen senken und die Wettbewerbsfähigkeit von Automobilmarken verbessern, sondern auch dem Umweltschutzkonzept der Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung entsprechen.
Prozessoptimierung
Optimierung des Zuschnittlayouts zur Abfallreduzierung
Bei einigen speziell geformten Stanzteilen kann die Anordnung der Rohbleche in der Abwickel- und Stanzform optimiert werden, um Abfall zu reduzieren, so viel Rohblech wie möglich abzuwickeln und die Materialausnutzung zu verbessern.
Abbildung 1 zeigt die Layoutoptimierung von Rohblechen in der Stanzform der linken und rechten Innenlängsträger des T6-Modells. Die ursprüngliche einstufige Ausgabe von einem Blech wird auf die einstufige Ausgabe von zwei Blechen optimiert, wodurch das Gewicht des Ausschusses reduziert und die Materialausnutzung der linken und rechten inneren Längsträger von 78,2 % auf 87,6 % erhöht wird.
Konsolidierung der Materialspezifikationen zur Ausschussreduzierung
Um die Wettbewerbsfähigkeit des Marktes zu verbessern und die Vertriebsproduktlinien zu bereichern, investieren Automobilfabriken jedes Jahr in neue Modelle, und die Investition in Teile für neue Modelle führt zu Materialien mit neuen Spezifikationen. Wenn die Massenproduktion eines Fahrzeugmodells endet, wird der entsprechende Spezialstahl aufgrund des langsamen Verbrauchs Lagerbestände belegen. Daher führt jede Hinzufügung einer neuen Stahlspezifikation zu einem Anstieg der Lager- und Verwaltungskosten. Automobilhersteller müssen die Vielseitigkeit von Stahl so weit wie möglich sicherstellen und die Anzahl der Stahlsorten reduzieren.
Abbildung 2 zeigt den Layoutoptimierungsprozess der Motorhaubenaußenverkleidung des T6-Modells. Die Rollenbreite des Haubenaußenblechs des T6-Modells beträgt 1330 mm und der Abwickelschritt beträgt 1820 mm, was den Einsatz einer Stanzform erfordert; Während die Rollenbreite des Haubenaußenblechs des X7-Modells 1830 mm beträgt, werden bogenförmige Pendelscheren verwendet, um das Material abfallfrei zuzuschneiden.
Abbildung 2 Optimierungsprozessdiagramm des Layouts der Haubenaußenverkleidung für das T6-Modell
Da der Abwickelschritt der T6-Haubenspule der Materialbreite der X7-Haubenspule ähnelt, kann die X7-Haubenspule durch Überprüfung vor Ort zur Herstellung von T6-Haubenblechen mit bogenförmigen Pendelscheren gemäß den Parametern des Schrittabstands von 1170 mm verwendet werden.
Durch Prozessoptimierung konnte der Materialausnutzungsgrad um 3,7 % gesteigert werden. Gleichzeitig wurden die Spezialstahlspezifikationen für das ursprüngliche Außenblech der T6-Motorhaube reduziert, was die Vielseitigkeit des Materials erhöht und die Lager- und Verwaltungskosten senkt.
Optimierung des Formendesigns, eine Form mit mehreren Teilen
Wenn mehrere Teile gleichzeitig auf einem Formensatz hergestellt werden, wird das Abfallmaterial aus den Löchern der großen Teile zur Herstellung eines oder mehrerer kleiner Teile verwendet, um den Effekt einer verbesserten Materialausnutzung zu erzielen.
Die Formen für das Motorhauben-Innenblech des B5-Modells und das Tür-Innenblech des T7-Modells (Abbildung 3) verwenden die Reste aus den Löchern im Motorhauben-Innenblech und den Türinnenblechteilen, um die Teile der Haubenverstärkungsplatte und die Türschloss-Verstärkungsplatte auszustanzen, sodass keine separaten Materialien für die Herstellung der Hauben-Verstärkungsplatte und der Türschloss-Verstärkungsplatte verwendet werden müssen.
Abbildung 3: Eine Form mit mehreren Teilen, schematische Darstellung der Verschachtelung
Optimierung des Formdesigns, Plattenkombination
Beim Entwerfen der Form sind die linken und rechten symmetrischen Teile so konzipiert, dass sie zusammen gestanzt werden. Durch die Prozessoptimierung werden zwei Teile aus zwei Blechen gestanzt, statt dass zwei Teile aus einem Blech gestanzt werden, was die Prozessergänzungsfläche reduziert und die Materialausnutzung verbessert.
Abbildung 4 zeigt den Vergleich zwischen den Formdesigns der linken und rechten Hintertüraußenbleche des MX3-Modells und den linken und rechten Hintertüraußenblechformdesigns des M44-Modells. Die linken und rechten hinteren Türaußenbleche des MX3-Modells werden in einem Teil aus einem Blech gestanzt, und die vier Richtungen des Teils erfordern zusätzliche Prozessflächen; während die linken und rechten hinteren Türaußenbleche des M44-Modells in zwei Teile aus einem Blech gestanzt werden, was einer Reduzierung der Kopfhöhenfläche im Prozess entspricht. Im Vergleich dazu ist der Materialausnutzungsgrad des hinteren Türaußenblechs des M44-Modells um 4,16 % höher als der des MX3-Hintertüraußenblechs.
Abbildung 4: Vergleichstabelle zum Formendesign
Durch die Optimierung der Materialgröße wird die Rohlinggröße reduziert
Durch die Anpassung der Positionierung des Rohlingsblechs in der Ziehmatrize wird die Prozessnachfüllung von überschüssigen Materialien außer Ziehwülsten reduziert, wodurch die Größe des für das Teil erforderlichen Rohlingsblechs verringert und die Materialausnutzung verbessert wird.
Abbildung 5 zeigt den unteren Querträger der Frontscheibe des T/B-Modells. Die Beobachtung des ziehgeformten Übergangsstücks ergab, dass ein großer Teil des Rohblechmaterials im Prozessergänzungsbereich des Ziehstücks nicht effektiv genutzt wurde. Durch die Messung konnte der Abwickelschritt des Teils von ursprünglich 590 mm auf 560 mm reduziert werden. Der Ziehstein wurde geschliffen und die Blechpositionierungsvorrichtung eingestellt. Nach einer visuellen Inspektion und einer Drei-Koordinaten-Messung der geometrischen Größe wurde bestätigt, dass das Teil bei einer Reduzierung der Blechstufe um 30 mm normal geformt war und die Qualität dem Standard entsprach.
