Мега-отливки вместо штампованных деталей: теперь и Volvo вслед за Tesla и Audi (https://www.tu.no/artikler/volvo-vil-redusere-100-bildeler-til-en-skal-ta-i-bruk-mega-stoping-i-kommende-elbil/517117). Лёд тронулся: технология производства гигантских алюминиевых отливок, заменяющих целые узлы кузова, теперь адаптирована и корпорацией Вольво, причем они не скрывают, что идея позаимствована у Tesla. Напомню, одним из первых эту технологию для небольших усилителей кузова применил Ниссан для модели GT-R (https://tttttt.me/metalformingforall/534); в 2015 году для усилителей боковин алюминиевые отливки применила Audi (для Q7); но в гигантском масштабе их запустили для моделей Y Тесла (https://tttttt.me/metalformingforall/329) совсем недавно. Я уже писал о том, что любые технологии, связанные с упрощением процессов, неизбежно становятся магистральными. Этот пример особенно яркий. Одна отливка в кузовах новых электрокаров Volvo заменит около 100 штампованных деталей кузова (!), время для ее производства — около двух минут. Просто представьте, что для каждой штампованной детали нужен поток штампов и прессовая линия, а для сварки деталей в узлы нужно ставить сотни сварочных точек на специальных стендах — здесь эти множества процессов оказываются ненужными как атавизм. Идея Маска была действительно революционной и визионерской, и тот факт, что ее подхватили шведы в Вольво, придает ей еще больше веса — с учётом их репутации как самых «безопасных» конструкторов мира. Кстати, Вольво будет работать с тем же поставщиком оборудования для отливок, что и Тесла: это итальянский производитель IDRA, ранее известный по производству алюминиевого литья для двигателей. Штамповщикам крупных деталей бояться нечего: большие кузовные структурные детали вроде усилителей порога, а также большинство лицевых деталей кузова ничто в обозримой перспективе не заменит. А вот штамповка мелких деталей основания кузова, их подсборка и сварка в узлы могут постепенно начать отмирать, и это может коснуться множества рабочих мест на многих производствах мира. На иллюстрации ниже — одна из таких отливок Volvo. #новости #volvo #tesla #аналитика
Выстрел себе в ногу: оказывается, огромные убытки от введенных Западом против России санкций несет… Тесла, закупавшая алюминиевые сплавы для штамповки у российского «Русала» (в том числе для гигаотливок на производство новой модели Y на гигафабрике в Берлине): https://www.cnbc.com/2022/03/14/tesla-has-bought-aluminum-from-russian-supplier-rusal-since-2020.html. Комментарии излишни. #новости #tesla
Долгожданный запуск гигафабрики Tesla в Берлине: гигантомания как проявление рациональности. 26 марта новый огромный завод Тесла был наконец запущен в Германии, в этот день было выпущено видео, снятое с дрона (https://twitter.com/Gf4Tesla/status/1507447173436297217?s=20&t=IhYNcfnIg4BLlOTCztnihQ), на котором мы видим много интересных моментов (говорить буду только о штамповке и мегаотливках). Обратите внимание на гигантскую площадь прессового производства и особенность его планировки - тандемную линию от зоны ремонта штампов отделяет склад штампов; не секрет, что для лицевых деталей стерильность и чистота являются залогом качества и уменьшает количество доработок по наколам, инкрустациям и т.п. дефектам. Так вот, данная планировка гарантирует, что при обдирке / сварке / полировке частицы абразива будут "кружиться" в воздухе достаточно далеко от производственной линии и не будут оседать на заготовках и полуфабрикатах. Далее: штамповка боковин ведётся с большой скоростью, оценочно не менее 18 ударов в минуту, обратите внимание, как резво выпадают отходы на операции обрезки, и как быстро движутся роботы (а не кросс-балка, как можно было ожидать). Теперь о мегаотливках: воочию можно увидеть, как огромную отливку, заменяющую до 200 штампованных деталей, робот извлекает из пресс-формы и транспортирует в место хранения. Ну и последнее: у нас принято высмеивать АвтоВАЗ за его большие площади, причём как правило язвят поклонники Теслы. Так вот, насмешникам шах и мат: новая гигафабрика занимает более 300 гектаров, наш АвтоВАЗ - чуть меньше 600. Наши предки строили завод более 50 лет назад и для производства более дешёвых машин, поэтому немножно сильнее размахнулись, но в целом подход к строительству заводов у них и у Маска схожий. #benchmarking #tesla #новости
Поддержать канал:
5469550046228679
Поддержать канал:
5469550046228679
Дополнение к посту о запуске гигафабрики Тесла: вытяжной переход и штамп вытяжки боковины Tesla Y. #benchmarking #tesla #новости
Завершение о запуске гигафабрики: гигаотливка крупным планом (из алюминиевого сплава, поставляемого пока что "Русалом"). #новости #tesla #benchmarking
«Мегаотливки: шанс переосмыслить производство кузова» (Перевод интервью Вольфрама Фолька порталу Automotive manufacturing solutions: https://www.automotivemanufacturingsolutions.com/casting/forging/megacasting-a-chance-to-rethink-body-manufacturing/42721.article).
Предисловие Ивана Лещинского: потребность в аналитическом материале о мегаотливках/гигаотливках, заменяющих целые узлы кузова вроде переднего блока, появилась уже давно — с тех пор как это революционное решение Tesla скопировала корпорация Volvo (https://tttttt.me/metalformingforall/549), игнорировать его было бы дурным тоном. С радостью представляю вам интервью профессора Вольфрама Фолька из Технического Университета Мюнхена, возглавляющего кафедру технологий обработки давлением и литья. Приятного чтения!
"Процесс получения отливок из алюминиевых сплавов может революционизировать производство кузова. Профессор Вольфрам Фольк из Технического Университета Мюнхена подробно объясняет преимущества и недостатки так называемых мега- или гигаотливок.
Уже несколько автопроизводителей наращивают инвестиции в использование гигантских отливок, по мере того как они строят новые заводы или переоборудуют существующие для производства электромобилей. Пока что «Тесла» является первопроходцем, запустившим процесс получения отливок для больших структурных узлов кузова, которые могут заменять до 70 отдельных штампованных деталей кузова, но «Вольво» совсем недавно также анонсировала план по переходу на алюминиевые мегаотливки для заднего блока кузова на заводе Торсланда в Готенбурге (Швеция) для новых платформ электрокаров начиная с 2025 года.
Процесс предлагает потенциальный выигрыш в сокращении числа деталей кузова, что позволит полностью устранить ряд логистических процедур и выбросов в различных производственных процессах, при этом обеспечивает большую гибкость в отношении инженерной проработки платформы автомобиля. Однако, согласно мнению проф. Фолька, он также несет с собой определенные вызовы по части перераспределения оборудования на занимаемых площадях, и это может оказаться не столь эффективно для определенных заводов и производимых на них моделях по сравнению с традиционным кузовным производством. Фольк, эксперт по производству, ранее трудившийся на BMW, очерчивает ограничения этого нового процесса, но при этом указывает на его волнующие возможности.
Каков потенциал мегаотливок в автомобильной промышленности? Насколько нов этот процесс?
Что тут действительно ново, так это то, что этим процессом мы можем получить экстремально большие узлы кузова. До самого последнего времени самые большие литые компоненты, произведенные таким способом - это были купола амортизационных стоек и боковые усилители, как на крупных моделях Audi и BMW. Недавно мы увидели смелые решения по расширению этой технологии на куда более крупные компоненты, в особенности, панели заднего пола, которые считаются критичными для предотвращения скручивания кузова. Это означает, что наши утвержденные концепции по материалам кузова будут изменены" (продолжение следует). #tesla #переводы #volvo #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
Предисловие Ивана Лещинского: потребность в аналитическом материале о мегаотливках/гигаотливках, заменяющих целые узлы кузова вроде переднего блока, появилась уже давно — с тех пор как это революционное решение Tesla скопировала корпорация Volvo (https://tttttt.me/metalformingforall/549), игнорировать его было бы дурным тоном. С радостью представляю вам интервью профессора Вольфрама Фолька из Технического Университета Мюнхена, возглавляющего кафедру технологий обработки давлением и литья. Приятного чтения!
"Процесс получения отливок из алюминиевых сплавов может революционизировать производство кузова. Профессор Вольфрам Фольк из Технического Университета Мюнхена подробно объясняет преимущества и недостатки так называемых мега- или гигаотливок.
Уже несколько автопроизводителей наращивают инвестиции в использование гигантских отливок, по мере того как они строят новые заводы или переоборудуют существующие для производства электромобилей. Пока что «Тесла» является первопроходцем, запустившим процесс получения отливок для больших структурных узлов кузова, которые могут заменять до 70 отдельных штампованных деталей кузова, но «Вольво» совсем недавно также анонсировала план по переходу на алюминиевые мегаотливки для заднего блока кузова на заводе Торсланда в Готенбурге (Швеция) для новых платформ электрокаров начиная с 2025 года.
Процесс предлагает потенциальный выигрыш в сокращении числа деталей кузова, что позволит полностью устранить ряд логистических процедур и выбросов в различных производственных процессах, при этом обеспечивает большую гибкость в отношении инженерной проработки платформы автомобиля. Однако, согласно мнению проф. Фолька, он также несет с собой определенные вызовы по части перераспределения оборудования на занимаемых площадях, и это может оказаться не столь эффективно для определенных заводов и производимых на них моделях по сравнению с традиционным кузовным производством. Фольк, эксперт по производству, ранее трудившийся на BMW, очерчивает ограничения этого нового процесса, но при этом указывает на его волнующие возможности.
Каков потенциал мегаотливок в автомобильной промышленности? Насколько нов этот процесс?
Что тут действительно ново, так это то, что этим процессом мы можем получить экстремально большие узлы кузова. До самого последнего времени самые большие литые компоненты, произведенные таким способом - это были купола амортизационных стоек и боковые усилители, как на крупных моделях Audi и BMW. Недавно мы увидели смелые решения по расширению этой технологии на куда более крупные компоненты, в особенности, панели заднего пола, которые считаются критичными для предотвращения скручивания кузова. Это означает, что наши утвержденные концепции по материалам кузова будут изменены" (продолжение следует). #tesla #переводы #volvo #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
(продолжение перевода интервью «Мегаотливки: шанс переосмыслить производство кузова» https://www.automotivemanufacturingsolutions.com/casting/forging/megacasting-a-chance-to-rethink-body-manufacturing/42721.article).
"В каком отношении изменятся концепции материалов кузова?
Тесла сейчас подбирается к вопросу о термообработке. Новая технология подразумевает работу с изначально твердыми (литейными) сплавами. Хотя сплавы, способные к дисперсионному твердению (старение, обычно происходит после закалки и ведет к дополнительному упрочнению — И.Л.) демонстрируют свои преимущества в части прочности и пластичности. С изначально твердыми сплавами вы идете на некоторый компромисс, но экономите деньги на последующих процедурах. К тому же сейчас никто не имеет глубокого понимания о том, как бороться с искажениями формы, идущими от последующей термической обработки на отливках такого размера.
Та же Тесла, например, использует этот процесс для радикального снижения числа деталей до одного компонента. Насколько это реалистично?
У меня была возможность увидеть модель Y в так называемой зоне разборки. Тесла действительно сильно сократила число деталей кузова. Но ясно то, что сокращение числа деталей всё же не дарует операционные преимущества автоматически. Потому что вы должны смотреть на стоимость производства и материалов, а также на масштабы необходимых инвестиций в отливки, в целом. Такой подход мы утвердили, когда работали с различными институтами Общества Фраунгофера (европейский конгломерат научных институтов), такими как Институт индустриального инжиниринга, Институт производственных технологий и передовых материалов и Институт производственной оснастки и технологий обработки давлением. Вдобавок к этому, кузова с гигаотливками не обязательно становятся легче. Огромная отливка вполне логично требует соответствующей значительной толщины стенок. В то же самое время, с ней вы снижаете потенциал по созданию нужных свойств материала в точно требуемом месте — а ведь именно этого мы достигаем при классическом производстве кузовов из листовых штампованных деталей. Далее, производство штампованных деталей очень эффективно по части стоимости компонента, а технологии сборки и сварки кузовов можно очень легко автоматизировать.
В чем привлекательность производства гигантских отливок из алюминиевых сплавов вместо традиционного подхода к производству кузова?
Наряду с точечной сваркой, различные методы сборки кузова развились в опробованную и протестированную десятилетиями систему. Вы видите, что нижняя граница толщины металла в отливках составляет 2-3 мм, тогда как в кузовах из листовых штампованных деталей мы можем достигнуть и 0,7 мм. Это означает прежде всего, что гига- или мегаотливки не могут быть классифицированы ни как эффективное с точки зрения использования материала решение, ни как решение по снижению массы — да и не как более высокопроизводительное решение. Но это вероятнее всего станет некой альтернативой, добавляющей интересные вариации к уже устоявшимся системам сборки кузова. Для электромобилей в особенности гигаотливки это путь к переосмыслению конструкции кузова. В электромобиле у вас появляется новый элемент — батарейный блок, новый узел, который надо интегрировать. Прогресс, достигнутый за годы производства автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, к производству электромобилей применим с ограничениями, особенно когда дело касается задней и центральной части кузова. С подходом в стиле «гринфилд» («чистое поле»), который применяет Тесла в Бранденбурге (на своей новой фабрике в Грюнехайде, близ Берлина), например, автопроизводитель может существенно сэкономить место для кузовного цеха, применяя гигаотливки. С другой стороны, важно оценить, имеет ли смысл применение алюминиевых гигаотливок для «браунфилдов» (действующих заводов)“. (продолжение следует). #tesla #переводы #volvo #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
"В каком отношении изменятся концепции материалов кузова?
Тесла сейчас подбирается к вопросу о термообработке. Новая технология подразумевает работу с изначально твердыми (литейными) сплавами. Хотя сплавы, способные к дисперсионному твердению (старение, обычно происходит после закалки и ведет к дополнительному упрочнению — И.Л.) демонстрируют свои преимущества в части прочности и пластичности. С изначально твердыми сплавами вы идете на некоторый компромисс, но экономите деньги на последующих процедурах. К тому же сейчас никто не имеет глубокого понимания о том, как бороться с искажениями формы, идущими от последующей термической обработки на отливках такого размера.
Та же Тесла, например, использует этот процесс для радикального снижения числа деталей до одного компонента. Насколько это реалистично?
У меня была возможность увидеть модель Y в так называемой зоне разборки. Тесла действительно сильно сократила число деталей кузова. Но ясно то, что сокращение числа деталей всё же не дарует операционные преимущества автоматически. Потому что вы должны смотреть на стоимость производства и материалов, а также на масштабы необходимых инвестиций в отливки, в целом. Такой подход мы утвердили, когда работали с различными институтами Общества Фраунгофера (европейский конгломерат научных институтов), такими как Институт индустриального инжиниринга, Институт производственных технологий и передовых материалов и Институт производственной оснастки и технологий обработки давлением. Вдобавок к этому, кузова с гигаотливками не обязательно становятся легче. Огромная отливка вполне логично требует соответствующей значительной толщины стенок. В то же самое время, с ней вы снижаете потенциал по созданию нужных свойств материала в точно требуемом месте — а ведь именно этого мы достигаем при классическом производстве кузовов из листовых штампованных деталей. Далее, производство штампованных деталей очень эффективно по части стоимости компонента, а технологии сборки и сварки кузовов можно очень легко автоматизировать.
В чем привлекательность производства гигантских отливок из алюминиевых сплавов вместо традиционного подхода к производству кузова?
Наряду с точечной сваркой, различные методы сборки кузова развились в опробованную и протестированную десятилетиями систему. Вы видите, что нижняя граница толщины металла в отливках составляет 2-3 мм, тогда как в кузовах из листовых штампованных деталей мы можем достигнуть и 0,7 мм. Это означает прежде всего, что гига- или мегаотливки не могут быть классифицированы ни как эффективное с точки зрения использования материала решение, ни как решение по снижению массы — да и не как более высокопроизводительное решение. Но это вероятнее всего станет некой альтернативой, добавляющей интересные вариации к уже устоявшимся системам сборки кузова. Для электромобилей в особенности гигаотливки это путь к переосмыслению конструкции кузова. В электромобиле у вас появляется новый элемент — батарейный блок, новый узел, который надо интегрировать. Прогресс, достигнутый за годы производства автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, к производству электромобилей применим с ограничениями, особенно когда дело касается задней и центральной части кузова. С подходом в стиле «гринфилд» («чистое поле»), который применяет Тесла в Бранденбурге (на своей новой фабрике в Грюнехайде, близ Берлина), например, автопроизводитель может существенно сэкономить место для кузовного цеха, применяя гигаотливки. С другой стороны, важно оценить, имеет ли смысл применение алюминиевых гигаотливок для «браунфилдов» (действующих заводов)“. (продолжение следует). #tesla #переводы #volvo #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
(продолжение перевода интервью «Мегаотливки: шанс переосмыслить производство кузова» https://www.automotivemanufacturingsolutions.com/casting/forging/megacasting-a-chance-to-rethink-body-manufacturing/42721.article).
"Отчеты СМИ цитируют потенциальное снижение издержек (благодаря отливкам) порядка 20-30%, главным образом за счет уменьшения количества роботов в сварке и количества процессов в штамповке.
Ну, здесь я бы был осторожнее, ведь инвестиции, особенно в части конкретного поколения сварочных роботов, амортизируются со временем. А для оборудования в штамповке (прессовых линий — И.Л.) амортизация может даже растянуться на три или четыре поколения модели автомобиля. Это постепенное «списание» оборудования продолжается в течение 30 лет минимум. Для тех автопроизводителей, которые уже используют данные линии для текущих поколений автомобилей, внедрение новой технологии не имеет никакого смысла. В противоположность этому, благодаря подходу «гринфилдов» Тесла может просто избежать типичных инвестиций в прессовое и сварочное оборудование. А вот для «браунфилдов», с точки зрения операционной деятельности абсолютно бессмысленно забросить дорогостоящее оборудование с долгим периодом амортизации. Поэтому в данной ситуации я бы не стал говорить о 20-30% экономии затрат, про которые говорится в СМИ.
Какие объемы практически осуществимы для литья из алюминиевых сплавов?
Что касается литейных процессов, есть важный аспект, связанный с достаточно заметно сокращенным сроком эксплуатации литейных форм по сравнению со штампами. Из-за так называемого термического удара эмпирическим путем доказано, что литейная форма для гигаотливок держится 100000-150000 циклов (плавок). В контрасте с этим, один поток штампов может быть использован на 5-6 миллионов ударов. То есть мы говорим о разнице порядка 20-30 раз. Есть совершенно ясно очерченный предел по объемам производства, в рамках которого решение с гигаотливками будет подходящим. По мне, алюминиевое литье имеет малый смысл применения для очень маленьких и очень больших объемов. Если мы говорим о массовом производстве в миллионах машин, то на цикл их выпуска вам понадобится около 6 или 7 дорогостоящих форм для гигаотливок. При этом мы принимаем во внимание, что литейная форма для одной детали, а именно заднего блока кузова Теслы Y, весит примерно 80-100 тонн. Это несет за собой дополнительные затраты на обслуживание и вспомогательное оборудование, например, на краны. Литейные формы для мегаотливок также могут создавать технологические трудности и опасности, такие как, например, утечка расплавленного металла. Рисками не быть способным к производству после таких аварий не стоит пренебрегать.
С этой точки зрения, насколько хрупкими являются мегаотливки?
Если говорить просто, то литье мегаотливок — процесс намного более сложный по сравнению с холодной листовой штамповкой. Ключевое слово здесь — брак. В этой связи важной вещью является охлаждение. Оператору должно быть ясно, что его уровень брака может быть 10-20% или даже больше. Это в свою очередь имеет воздействие на потоки сборки кузова, то есть на количество отливок, которое он должен произвести с запасом, чтобы избежать любых остановок в производстве автомобиля". #tesla #переводы #volvo #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
"Отчеты СМИ цитируют потенциальное снижение издержек (благодаря отливкам) порядка 20-30%, главным образом за счет уменьшения количества роботов в сварке и количества процессов в штамповке.
Ну, здесь я бы был осторожнее, ведь инвестиции, особенно в части конкретного поколения сварочных роботов, амортизируются со временем. А для оборудования в штамповке (прессовых линий — И.Л.) амортизация может даже растянуться на три или четыре поколения модели автомобиля. Это постепенное «списание» оборудования продолжается в течение 30 лет минимум. Для тех автопроизводителей, которые уже используют данные линии для текущих поколений автомобилей, внедрение новой технологии не имеет никакого смысла. В противоположность этому, благодаря подходу «гринфилдов» Тесла может просто избежать типичных инвестиций в прессовое и сварочное оборудование. А вот для «браунфилдов», с точки зрения операционной деятельности абсолютно бессмысленно забросить дорогостоящее оборудование с долгим периодом амортизации. Поэтому в данной ситуации я бы не стал говорить о 20-30% экономии затрат, про которые говорится в СМИ.
Какие объемы практически осуществимы для литья из алюминиевых сплавов?
Что касается литейных процессов, есть важный аспект, связанный с достаточно заметно сокращенным сроком эксплуатации литейных форм по сравнению со штампами. Из-за так называемого термического удара эмпирическим путем доказано, что литейная форма для гигаотливок держится 100000-150000 циклов (плавок). В контрасте с этим, один поток штампов может быть использован на 5-6 миллионов ударов. То есть мы говорим о разнице порядка 20-30 раз. Есть совершенно ясно очерченный предел по объемам производства, в рамках которого решение с гигаотливками будет подходящим. По мне, алюминиевое литье имеет малый смысл применения для очень маленьких и очень больших объемов. Если мы говорим о массовом производстве в миллионах машин, то на цикл их выпуска вам понадобится около 6 или 7 дорогостоящих форм для гигаотливок. При этом мы принимаем во внимание, что литейная форма для одной детали, а именно заднего блока кузова Теслы Y, весит примерно 80-100 тонн. Это несет за собой дополнительные затраты на обслуживание и вспомогательное оборудование, например, на краны. Литейные формы для мегаотливок также могут создавать технологические трудности и опасности, такие как, например, утечка расплавленного металла. Рисками не быть способным к производству после таких аварий не стоит пренебрегать.
С этой точки зрения, насколько хрупкими являются мегаотливки?
Если говорить просто, то литье мегаотливок — процесс намного более сложный по сравнению с холодной листовой штамповкой. Ключевое слово здесь — брак. В этой связи важной вещью является охлаждение. Оператору должно быть ясно, что его уровень брака может быть 10-20% или даже больше. Это в свою очередь имеет воздействие на потоки сборки кузова, то есть на количество отливок, которое он должен произвести с запасом, чтобы избежать любых остановок в производстве автомобиля". #tesla #переводы #volvo #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
(продолжение перевода интервью «Мегаотливки: шанс переосмыслить производство кузова» https://www.automotivemanufacturingsolutions.com/casting/forging/megacasting-a-chance-to-rethink-body-manufacturing/42721.article).
"Некоторые автопроизводители рассматривают использование алюминиевых отливок для электромобилей и даже говорят об увеличении жесткости кузова...
Тут важно понимать точно, о чем идет речь. Нужно рассматривать в совокупности основные противоречащие друг другу цели в производстве кузовов. С одной стороны, есть вопросы жесткости кузова, его прочности и резонансной частоты. С другой стороны есть показатели краш-теста. Чем меньше компонент, тем больше у вас свободы действий для улучшений. С мегаотливками появляется следующее преимущество: элементы жесткости сложной формы могут производиться напрямую. Но есть также и ясные границы возможностей. Например, ничего невозможно поменять в структурном блоке, связанном с функционированием электрокара, который вносит большой вклад в жесткость кузова. По сравнению со стальными сваренными узлами, с мегаотливками вы очень быстро оказываетесь на пределе достигнутого в части инжиниринга. Возникает тот же вопрос: что с чем вы сравниваете? Архитектура электрокара выглядит совсем по-другому по сравнению с обычной машиной. И потом, у вас есть трудность с оптимизацией степеней свободы отливки в кузове. В особенности с изначально жесткими (литейными) алюминиевыми сплавами, ваши возможности в этой части очень ограничены.
Какова прочность алюминия по сравнению со сталями?
Существует широкий спектр сплавов. Литейные (те, что не позволяют проводить термическую обработку) по пределу прочности лежат в интервале от 250 МПа до максимума в 350МПа. Если брать стали с учетом горячештампованной (PHS) стали для листовой штамповки, то у вас есть стали с пределом прочности от 140 до 1500 МПа. Набор доступных материалов в данном случае намного шире. Если брать дисперсионно-твердеющие («стареющие») алюминиевые сплавы, то их интервал также солиден. Сплавы так называемой 7000 серии, например, достигают 500-600 МПа.
Тогда где же имеет смысл применение алюминиевых отливок для специфических деталей кузова — особенно когда автопроизводители рассматривают показатели краш-теста?
Они могут использоваться для центрального пола и задней части кузова. В краш-тесте нам не нужна высокая деформируемость в этих зонах. С другой стороны, я вижу только ограниченное применение мегаотливок в части переднего блока кузова. Одна из причин в том, что там особенно нужна и деформируемость, и устойчивость без хрупкости, для того чтобы соответствовать требованиям по фронтальному столкновению. Но тут я должен пояснить, что конструкция переднего блока в любом случае будет отличаться для электромобилей, например, когда электромотор находится посередине. С другой стороны, требования к центральному полу, включая отсеки с батареями, для электрокаров намного выше. Здесь фокус больше на прочности, чем на деформируемости. Также большие компоненты определенно имеют воздействие на возможности ремонта и дружелюбность машины к ремонту — и это в конечном счете влияет на стоимость. Тут до сих пор есть некоторые вопросы, остающиеся без ответа.
Будет ли перспективным подход «от кузова к шасси», при котором батареи играют структурную роль в кузове?
Благодаря нижнему положению тяжелых элементов, эта архитектура предлагает преимущества для динамики вождения. Они дают низкий центр тяжести и хорошее распределение массы. Функциональная интеграция блока батарей является базовым принципом конструирования кузова для электромобилей. Но этого можно достигнуть и соответствующими технологиями сборки кузова, и это необязательно подразумевает гигаотливки". #tesla #переводы #volvo #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
"Некоторые автопроизводители рассматривают использование алюминиевых отливок для электромобилей и даже говорят об увеличении жесткости кузова...
Тут важно понимать точно, о чем идет речь. Нужно рассматривать в совокупности основные противоречащие друг другу цели в производстве кузовов. С одной стороны, есть вопросы жесткости кузова, его прочности и резонансной частоты. С другой стороны есть показатели краш-теста. Чем меньше компонент, тем больше у вас свободы действий для улучшений. С мегаотливками появляется следующее преимущество: элементы жесткости сложной формы могут производиться напрямую. Но есть также и ясные границы возможностей. Например, ничего невозможно поменять в структурном блоке, связанном с функционированием электрокара, который вносит большой вклад в жесткость кузова. По сравнению со стальными сваренными узлами, с мегаотливками вы очень быстро оказываетесь на пределе достигнутого в части инжиниринга. Возникает тот же вопрос: что с чем вы сравниваете? Архитектура электрокара выглядит совсем по-другому по сравнению с обычной машиной. И потом, у вас есть трудность с оптимизацией степеней свободы отливки в кузове. В особенности с изначально жесткими (литейными) алюминиевыми сплавами, ваши возможности в этой части очень ограничены.
Какова прочность алюминия по сравнению со сталями?
Существует широкий спектр сплавов. Литейные (те, что не позволяют проводить термическую обработку) по пределу прочности лежат в интервале от 250 МПа до максимума в 350МПа. Если брать стали с учетом горячештампованной (PHS) стали для листовой штамповки, то у вас есть стали с пределом прочности от 140 до 1500 МПа. Набор доступных материалов в данном случае намного шире. Если брать дисперсионно-твердеющие («стареющие») алюминиевые сплавы, то их интервал также солиден. Сплавы так называемой 7000 серии, например, достигают 500-600 МПа.
Тогда где же имеет смысл применение алюминиевых отливок для специфических деталей кузова — особенно когда автопроизводители рассматривают показатели краш-теста?
Они могут использоваться для центрального пола и задней части кузова. В краш-тесте нам не нужна высокая деформируемость в этих зонах. С другой стороны, я вижу только ограниченное применение мегаотливок в части переднего блока кузова. Одна из причин в том, что там особенно нужна и деформируемость, и устойчивость без хрупкости, для того чтобы соответствовать требованиям по фронтальному столкновению. Но тут я должен пояснить, что конструкция переднего блока в любом случае будет отличаться для электромобилей, например, когда электромотор находится посередине. С другой стороны, требования к центральному полу, включая отсеки с батареями, для электрокаров намного выше. Здесь фокус больше на прочности, чем на деформируемости. Также большие компоненты определенно имеют воздействие на возможности ремонта и дружелюбность машины к ремонту — и это в конечном счете влияет на стоимость. Тут до сих пор есть некоторые вопросы, остающиеся без ответа.
Будет ли перспективным подход «от кузова к шасси», при котором батареи играют структурную роль в кузове?
Благодаря нижнему положению тяжелых элементов, эта архитектура предлагает преимущества для динамики вождения. Они дают низкий центр тяжести и хорошее распределение массы. Функциональная интеграция блока батарей является базовым принципом конструирования кузова для электромобилей. Но этого можно достигнуть и соответствующими технологиями сборки кузова, и это необязательно подразумевает гигаотливки". #tesla #переводы #volvo #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
(окончание перевода интервью «Мегаотливки: шанс переосмыслить производство кузова» https://www.automotivemanufacturingsolutions.com/casting/forging/megacasting-a-chance-to-rethink-body-manufacturing/42721.article).
"Машин для производства больших алюминиевых компонентов-гигаотливок все еще не так много. Один из производителей — итальянская IDRA. Каков ваш прогноз для развития этого типа оборудования и процесса?
В настоящее время IDRA является единственным производителем в этой сфере, но есть другие компании, признающие потенциал данной ниши на рынке. Продумываются машины с усилием сжатия (литья) до 80000 килоньютонов. Но в этом случае достигаются физические пределы процесса. В настоящее время мы можем лишь рассуждать о возможностях такого процесса. Узнаем больше мы лишь тогда, когда увидим трудности и так называемые детские болезни, когда производство таких компонентов будет расти. Поэтому вопрос об эффективности оборудования и процесса в целом все еще в повестке дня. С одной стороны, если вы используете алюминиевые огромные отливки, вы можете сэкономить пространство, требуемое для производства кузова, потому что требуется меньше роботов, как мы обсуждали в начале разговора. С другой стороны, эти машины для литья громадные по своим габаритам.
Видите ли вы выигрыш в пространстве, или наоборот, его нехватку?
Машины для производства мегаотливок из алюминиевых сплавов занимают значительное пространство на заводах. Важный аспект в том, что литейные пресс-формы могут меняться только в вертикальном положении, с помощью кранов. Замена оснастки весом до 100 тонн и ее переналадка занимает 10-12 часов. Для сравнения, замена оснастки на современных крупных прессовых производствах, на высокоскоростных сервопрессовых линиях занимает около трех минут. Штампы могут выкатываться и закатываться горизонтально. Литейные пресс-формы должны устанавливаться только вертикально. Иначе будут проблемы с разделительным реагентом. Эта ситуация, наряду с неспособностью производить более одной мегаотливки за плавку, является главным ограничением процесса.
Тем не менее, гигаотливки приносят динамизм в производство. Автопроизводители уделяют большее внимание фундаментальным технологическим соображениям и достижению новых возможностей в производстве. И мне самому не терпится узнать, какие концепции в итоге станут определяющими в будущем". #tesla #переводы #volvo #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
"Машин для производства больших алюминиевых компонентов-гигаотливок все еще не так много. Один из производителей — итальянская IDRA. Каков ваш прогноз для развития этого типа оборудования и процесса?
В настоящее время IDRA является единственным производителем в этой сфере, но есть другие компании, признающие потенциал данной ниши на рынке. Продумываются машины с усилием сжатия (литья) до 80000 килоньютонов. Но в этом случае достигаются физические пределы процесса. В настоящее время мы можем лишь рассуждать о возможностях такого процесса. Узнаем больше мы лишь тогда, когда увидим трудности и так называемые детские болезни, когда производство таких компонентов будет расти. Поэтому вопрос об эффективности оборудования и процесса в целом все еще в повестке дня. С одной стороны, если вы используете алюминиевые огромные отливки, вы можете сэкономить пространство, требуемое для производства кузова, потому что требуется меньше роботов, как мы обсуждали в начале разговора. С другой стороны, эти машины для литья громадные по своим габаритам.
Видите ли вы выигрыш в пространстве, или наоборот, его нехватку?
Машины для производства мегаотливок из алюминиевых сплавов занимают значительное пространство на заводах. Важный аспект в том, что литейные пресс-формы могут меняться только в вертикальном положении, с помощью кранов. Замена оснастки весом до 100 тонн и ее переналадка занимает 10-12 часов. Для сравнения, замена оснастки на современных крупных прессовых производствах, на высокоскоростных сервопрессовых линиях занимает около трех минут. Штампы могут выкатываться и закатываться горизонтально. Литейные пресс-формы должны устанавливаться только вертикально. Иначе будут проблемы с разделительным реагентом. Эта ситуация, наряду с неспособностью производить более одной мегаотливки за плавку, является главным ограничением процесса.
Тем не менее, гигаотливки приносят динамизм в производство. Автопроизводители уделяют большее внимание фундаментальным технологическим соображениям и достижению новых возможностей в производстве. И мне самому не терпится узнать, какие концепции в итоге станут определяющими в будущем". #tesla #переводы #volvo #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
Американские санкции против «Русала»: под ударом «Тесла» и Constellium – европейский поставщик алюминиевых сплавов. В годовщину СВО на Украине, 24 февраля 2023 года США в качестве новых санкций анонсировали всему миру 200% наценку на алюминий и его производные из России. Между тем, поставки «Русала» составляют около 6% от мирового оборота, и используются как для гигаотливок «Теслы», так и для новых перспективных алюминиевых сплавов, разрабатываемых концерном Constellium — например, для автомобилей Stellantis по всей Европе, включая сверхпластичный инновационный сплав Surfalex, из которого штампуются наружные панели новейшего SUV Maserati Grecale. Я не политолог, я узкий специалист по штамповке, но вижу здесь удар не столько по России — поставки и прибыли «Русала» в 2022 году только выросли благодаря растущему спросу на алюминиевые сплавы для электрокаров в Китае — сколько по самой Европе и ее внутреннему производству, в том числе производству электрокаров. Впрочем, после подрыва «Северных потоков» понятно кем при испуганном молчании всей Европы нас уже ничего не должно удивлять. #новости #stellantis #maserati #tesla
Поддержать канал:
5469550046228679
Поддержать канал:
5469550046228679
Tesla Cybertruck 2024: гибка вместо вытяжки? На этой неделе мы наконец можем увидеть первый реальный экземпляр Cybertruck (не макет, как раньше). Как я уже писал, основная инновация данной машины заключается в том, что наружные кузовные панели представляют собой толстые листы из нержавеющей стали, гнутые под разными углами. Что это означает для производства штампованных деталей? Это огромное удешевление процесса. Гибочные штампы и гибочные специализированные пресса куда дешевле потоков штампов и прессов для деталей с глубокой вытяжкой, обрезкой, дотяжкой, правкой, фланцовкой; сам процесс также меняется в сторону упрощения. Вообще-то так уже лет 60 производят броневики и армейские джипы) см. о наших передовых «Тиграх»: https://tttttt.me/metalformingforall/560. Инновация в том, что гражданские автомобили такого рода не запускали уже довольно давно (даже на уазовской «буханке» наружные панели штампуются традиционным способом), и есть некоторые вопросы. Первый: что с зазорами наружных кузовных панелей? Фасад автомобиля французы бы назвали la catastrophe industrielle по этой части. Второй: каковы результаты краш-тестов? Даже если машина безопасна для пассажиров, то что насчет пешеходов при столкновении? Есть ощущение, что острые углы гиба попросту небезопасны. Еще отмечу, что внутренние панели дверей — это традиционно штампованные детали (безрамочные), то есть полностью избавиться от обычной штамповки не удалось. И последнее: есть такая штука, как воспринимаемое качество; во многом запуск штампов для лицевых панелей состоит из отладки всех операций штамповки, чтобы добиться отсутствия лицевых дефектов. А здесь всё немного иначе... На плоских листах вагонов трамваев или метро мы не присматриваемся к бликам света и отражению; а здесь я прямо на видео вижу выгнутости и локальные провалы на плоских листах панелей дверей. В любом случае эксперимент интересный — жизнь покажет, насколько эта технология производства кузова приживется. Гигаотливки «Теслы», напомню, свое место под солнцем уже заняли — после их применения «Вольво» (см. https://tttttt.me/metalformingforall/667). #новости #tesla #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
Поддержать канал:
5469550046228679
Tesla Cybertruck: первые подробности о кузове. Наконец мы видим не только наружные панели Cybertruck, но и особенности конструкции кузова модели (фото с гигафабрики Техаса). О принципиальном новаторстве модели см. https://tttttt.me/metalformingforall/849. Что узнаем нового: в принципе под гнутыми листами из нержавеющей стали, создающими столь брутальный облик снаружи, скрываются знакомые нам штампованные детали. Мы видим, во-первых, цельные внутренние боковины кабины пикапа, на которые потом крепятся наружные «броневые» листы; это подразумевает и типичные штампованные усилители под ними. Во-вторых, и это уже интереснее — мы видим алюминиевые отливки сзади и в переднем блоке, то есть в полной мере учтен опыт Tesla Y (см. https://tttttt.me/metalformingforall/594). Скоро будет больше информации. #tesla #новости #аналитика
P.S. для тех, кто хочет больше знать о конкуренции гигаотливок и обычных штампованных деталей кузова, см. https://tttttt.me/metalformingforall/667.
Поддержать канал:
5469550046228679
P.S. для тех, кто хочет больше знать о конкуренции гигаотливок и обычных штампованных деталей кузова, см. https://tttttt.me/metalformingforall/667.
Поддержать канал:
5469550046228679
Tesla Cybertruck: горячештампованная внутренняя боковина. Итак, теперь мы знаем, что скрывается за гнутыми толстыми листами наружной обшивки Cybertruck (из нержавеющей стали; о них в следующих материалах). Это горячештампованный усилитель — проем двери. На иллюстрации ниже можно увидеть нагреваемую до 900 градусов заготовку, штамп для горячей листовой штамповки, и готовую деталь. Обратим внимание, что по всей видимости эта внутренняя боковина — из разнотолщинных заготовок, сваренных лазером встыковую (на боковине видны следы стыков). Для чего это делается? Чтобы избежать штамповки двух или четырех разных деталей в разных штампах, и последующей их сварки на кузовном производстве. Справедливости ради, это не первый случай таких боковин — одним из первых примеров стала боковина пикапа RAM 1500 (2019 года). Технология отнюдь не дешевая — особенно с учетом горячей штамповки и связанных с ней космических расходов на электроэнергию и обслуживание штампов (продолжение следует). #tesla #новости #аналитика #munro
Поддержать канал:
5469550046228679
Поддержать канал:
5469550046228679
Tesla Cybertruck: двери и капот из нержавеющей стали. Наконец мы можем увидеть, как получают наружные панели этого электромобиля: как я писал ранее, это главным образом гибка. Толщина листов из нержавеющей стали составляет 1,8 мм. Общий технологический процесс выглядит следующим образом: сначала рулон стали, полученный от металлургов, прогоняют через своего рода калибровку-выравнивание по толщине, некий аналог процесса skin pass; затем следует лазерный раскрой, и наконец роботизированная гибка на универсальном гибочном станке TruBend. Робот поворачивает деталь под определенным углом, далее следует гибка определенной зоны, потом смещение, снова поворот, гибка следующей зоны и т. п. Интересно, что панель капота вообще нет необходимости гнуть) это просто раскроенный лист. Как мне уже приходилось писать, в этой технологии нет ничего принципиально нового, ее давно используют для производства армейских бронемашин (см. материал о нашем «Тигре»), а также, например, для производства деталей БелАЗов. #новости #tesla #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
Поддержать канал:
5469550046228679
Tesla Cybertruck: штампы для внутренних панелей дверей. Завершаю рассказ о штампованных кузовных деталях Tesla Cybertrucks. Мы уже говорили о горячештампованных внутренних боковинах и наружных панелях, полученных путем гибки из толстых листов из нержавеющей стали; так вот, внутренние панели дверей (безрамочный вариант) также из листов нержавеющей стали, но штампуют их традиционным способом, и в обзоре Мунро мы видим штампы вытяжки простого действия. На что сразу обращаешь внимание: основание штампа из чугуна, но сами рабочие части выполнены в виде огромных вставок, которые мы обычно называем секциями (так часто бывает для структурных деталей большой толщины из высокопрочных сталей); на них явно есть покрытие наподобие PVD/CVD (что это? см. здесь), и логично предположить, что эти секции из инструментальной стали. Но директор прессового производства Tesla в Техасе и его ведущий технолог говорят Мунро, что они… из бронзы. Офонаревший Сэнди (я его понимаю!) спрашивает, сколько ударов держатся такие рабочие части, технолог и менеджер говорят, что от 1000 до 1250 ударов (!) до ремонта или замены. С точки зрения технологии это просто катастрофа. Из интервью я вообще понял, что подход к штамповке на Тесле, скажем так, нетрадиционный, то есть ребята считают, что технологии и научной базы как таковой нет, а стало быть, и учить нечего, надо просто штамповать (как в том анекдоте про обезьяну и студента — «что тут думать, трясти надо!»). Например, задиры с вытяжки (международные термины jamming/galling/scratches) они называют drag marks (термин из литья). Но дело даже не в терминологии, а в том, какой у них подход в целом. Чем прочнее и более склонна к задирам листовая заготовка — тем прочнее должны быть рабочие части штампа, желательно при этом дополнительно их упрочнять (PVD/CVD/DLC и т. д.), с течением времени обновляя эти покрытия. Делать инструмент мягче, чем обрабатываемое изделие — это просто нелогично. Тогда уж лучше было сделать рабочие части из высокопрочного титанового сплава (у титана совсем иной тип кристаллической решетки, к адгезии со сталями титан не склонен), а потом еще и покрыть чем-то продвинутым, чем обновлять бронзовые отливки каждые 1000 ударов. Но всё равно интересно там у них на Тесле, правда? ;) #новости #tesla #аналитика
Поддержать канал:
5469550046228679
Поддержать канал:
5469550046228679
Десять вопросов Томасу Аусманну (Tesla): горячая листовая штамповка для модели Cybertruck (перевод интервью от Кейт Бахман из MetalForming Magazine) – часть 1
Мы поговорили с главным экспертом Tesla по техническому развитию — Томасом Аусманном. В тот же день Tesla официально представила столь долгожданный Cybertruck в Остине (Техас, США).
1. Как получилось, что Вы устроились на работу в Tesla? Расскажите немного о том, чем Вы занимаетесь в компании.
Аусманн: Истоки моего опыта — в производстве оснастки и штампов. Уже потом я получил образование в области инженерии, менеджмента по программам и развитию бизнеса. Я работал в крупных международных компаниях по всему миру. Вот уже 20 лет как я специализируюсь в области горячей листовой штамповки. Компания Tesla стремилась найти новый системный подход или новую технологию, которую другие автопроизводители используют в малой степени, или в которую тем не удалось глубоко погрузиться, и было решено применить горячую листовую штамповку для модели Cybertruck. Так я и попал на работу в Tesla.
2. Какие детали Cybertruck штампуются вгорячую?
Аусманн: Tesla сейчас штампует внутренние боковины — проем дверей (подробнее здесь). Это первые горячештампованные детали, которые компания когда-либо производила на своих заводах.
3. Какие преимущества имеет горячая листовая штамповка над холодной? Каковы ее вызовы?
Аусманн: Преимуществом является не только получение ультравысокопрочных деталей для безопасности автомобиля, но также и получение деталей, масса которых меньше при сопоставимой прочности с целыми сваренными узлами, то есть снижение массы автомобиля. Снижение веса автомобиля когда-то было ключевым способом снижения потребления топлива. Сейчас это также и вопрос «Как долго держит батарея?». Это большая игра c высокими ставками. Вы нагреваете металл до 920-940 градусов Цельсия, и ему становится легче придать форму, не более того. Ведь в процессе закалки после штамповки есть также свои сложности.
Одним из главных вызовов для штампов при горячем процессе является их износ от задиров. Вы резко охлаждаете переход за крайне малое время. Это очень тяжело для оснастки. А при подаче заготовки… автоматизация при этом уже хорошо развита, но всё-таки, чтобы подавать лист при 940 градусах… так вот, когда вы подаете заготовку на штамп под прессом, чтобы получить переход после удара, она настолько горячая, что похожа на оранжевое полотенце. Это испытание и для штампов и для транспортных элементов.
Внутренние боковины-проемы дверей — проект своего рода первопроходческий. Это первые детали, которые мы штампуем вгорячую у себя на одном из заводов Tesla.
Был пройден долгий путь по отработке процесса методами компьютерного моделирования (симуляций), так что трудностей становится всё меньше и меньше. Множество запущенных научно-исследовательских работ всё еще в ходу, и это на протяжении уже некоторого значительного времени, так что происходит множество технологических прорывов (продолжение следует). #tesla #benchmarking #новости #немного_матчасти #переводы
Поддержать канал:
5469550046228679
Мы поговорили с главным экспертом Tesla по техническому развитию — Томасом Аусманном. В тот же день Tesla официально представила столь долгожданный Cybertruck в Остине (Техас, США).
1. Как получилось, что Вы устроились на работу в Tesla? Расскажите немного о том, чем Вы занимаетесь в компании.
Аусманн: Истоки моего опыта — в производстве оснастки и штампов. Уже потом я получил образование в области инженерии, менеджмента по программам и развитию бизнеса. Я работал в крупных международных компаниях по всему миру. Вот уже 20 лет как я специализируюсь в области горячей листовой штамповки. Компания Tesla стремилась найти новый системный подход или новую технологию, которую другие автопроизводители используют в малой степени, или в которую тем не удалось глубоко погрузиться, и было решено применить горячую листовую штамповку для модели Cybertruck. Так я и попал на работу в Tesla.
2. Какие детали Cybertruck штампуются вгорячую?
Аусманн: Tesla сейчас штампует внутренние боковины — проем дверей (подробнее здесь). Это первые горячештампованные детали, которые компания когда-либо производила на своих заводах.
3. Какие преимущества имеет горячая листовая штамповка над холодной? Каковы ее вызовы?
Аусманн: Преимуществом является не только получение ультравысокопрочных деталей для безопасности автомобиля, но также и получение деталей, масса которых меньше при сопоставимой прочности с целыми сваренными узлами, то есть снижение массы автомобиля. Снижение веса автомобиля когда-то было ключевым способом снижения потребления топлива. Сейчас это также и вопрос «Как долго держит батарея?». Это большая игра c высокими ставками. Вы нагреваете металл до 920-940 градусов Цельсия, и ему становится легче придать форму, не более того. Ведь в процессе закалки после штамповки есть также свои сложности.
Одним из главных вызовов для штампов при горячем процессе является их износ от задиров. Вы резко охлаждаете переход за крайне малое время. Это очень тяжело для оснастки. А при подаче заготовки… автоматизация при этом уже хорошо развита, но всё-таки, чтобы подавать лист при 940 градусах… так вот, когда вы подаете заготовку на штамп под прессом, чтобы получить переход после удара, она настолько горячая, что похожа на оранжевое полотенце. Это испытание и для штампов и для транспортных элементов.
Внутренние боковины-проемы дверей — проект своего рода первопроходческий. Это первые детали, которые мы штампуем вгорячую у себя на одном из заводов Tesla.
Был пройден долгий путь по отработке процесса методами компьютерного моделирования (симуляций), так что трудностей становится всё меньше и меньше. Множество запущенных научно-исследовательских работ всё еще в ходу, и это на протяжении уже некоторого значительного времени, так что происходит множество технологических прорывов (продолжение следует). #tesla #benchmarking #новости #немного_матчасти #переводы
Поддержать канал:
5469550046228679
Десять вопросов Томасу Аусманну (Tesla): горячая листовая штамповка для модели Cybertruck (перевод интервью от Кейт Бахман из MetalForming Magazine) – часть 2
4. Что из себя представляют технологические прорывы в области горячей листовой штамповки?
Аусманн: Есть определенные технологические окна возможностей, которые должны быть утверждены и соблюдены для того чтобы вы могли быть уверены, что у вас всё в порядке в части производимого продукта. Вы можете расширить такое окно возможностей в части пластичности, сократив время цикла штамповки. Но проблема заключается в том, что если вы очень сильно разгонитесь в нашем процессе, то у вас могут появиться трудности с целостностью механических свойств по всей поверхности и толщине детали, а это крайне важно для успешности краш-теста.
Далее, новые материалы (сплавы). Хотя горячая листовая штамповка алюминиевых сплавов в ходу уже некоторое время, она начинает становиться популярнее в наши дни с применением для электрокаров (EV). В отличие от сталей, алюминиевые сплавы не требуют таких высоких температур для нагрева до состояния пластичности, но затем требуется повторный процесс отжига, так что требуется больше времени. У алюминия есть свои преимущества и недостатки. Так что у конструкторов автомобилей появился еще один инструмент в «тулбоксе».
Другие прорывы по части материалов — это «слоеные» материалы, то есть вам теперь не всегда требуется толстая и тяжелая деталь в машине. Вы можете путем оптимизации найти наиболее экономичный вариант, используя симуляции и анализ методом конечных элементов.
Производители также прорабатывают некоторые гибридные подходы, когда они штампуют деталь в ее мартенситном физико-химическом состоянии, а потом добавляют дополнительное изменение формы, или применяют различные методы закалки.
Многие автопроизводители в настоящее время используют «зональную» горячую штамповку, где некоторые зоны намеренно не закаливаются — они не хотят получить там полное упрочнение или хотят избежать хрупкости — и эти более мягкие зоны помогают обеспечить требуемый результат при краш-тестах. Вы можете предусмотреть это в штампе.
Там требуется отдельная печь, в которой идет настройка температуры нагрева по зонам. Есть и переходная зона от мягкой к прочной области. Это более медленный процесс.
Может применяться и комбинация холодного и горячего процессов, или штамповка детали вхолодную, затем нагрев в печи для окончательного придания формы и закалки.
Оснастка и штампы во многом поменялись. Большая разница между холодной и горячей листовой штамповкой в том, что для горячей штамповки вам нужен механизм охлаждения/закалки. Когда технология горячей штамповки только появилась, то в секциях штампа выфрезеровывали пустоты; сейчас их скорее высверливают для того, чтобы проложить каналы охлаждения.
Иногда, если ваша деталь состоит из разнотолщинных сваренных встыковую лоскутов — с большей толщиной в тех местах, где вам нужна большая прочность — этой области может потребоваться усиленное охлаждение. Вам может понадобиться целое высвобождение в секции, чтобы как можно скорее впитать в себя тепло, перенаправить его и повысить эффективность за счет сокращения цикла. (продолжение следует). #tesla #benchmarking #новости #немного_матчасти #переводы
Поддержать канал:
5469550046228679
4. Что из себя представляют технологические прорывы в области горячей листовой штамповки?
Аусманн: Есть определенные технологические окна возможностей, которые должны быть утверждены и соблюдены для того чтобы вы могли быть уверены, что у вас всё в порядке в части производимого продукта. Вы можете расширить такое окно возможностей в части пластичности, сократив время цикла штамповки. Но проблема заключается в том, что если вы очень сильно разгонитесь в нашем процессе, то у вас могут появиться трудности с целостностью механических свойств по всей поверхности и толщине детали, а это крайне важно для успешности краш-теста.
Далее, новые материалы (сплавы). Хотя горячая листовая штамповка алюминиевых сплавов в ходу уже некоторое время, она начинает становиться популярнее в наши дни с применением для электрокаров (EV). В отличие от сталей, алюминиевые сплавы не требуют таких высоких температур для нагрева до состояния пластичности, но затем требуется повторный процесс отжига, так что требуется больше времени. У алюминия есть свои преимущества и недостатки. Так что у конструкторов автомобилей появился еще один инструмент в «тулбоксе».
Другие прорывы по части материалов — это «слоеные» материалы, то есть вам теперь не всегда требуется толстая и тяжелая деталь в машине. Вы можете путем оптимизации найти наиболее экономичный вариант, используя симуляции и анализ методом конечных элементов.
Производители также прорабатывают некоторые гибридные подходы, когда они штампуют деталь в ее мартенситном физико-химическом состоянии, а потом добавляют дополнительное изменение формы, или применяют различные методы закалки.
Многие автопроизводители в настоящее время используют «зональную» горячую штамповку, где некоторые зоны намеренно не закаливаются — они не хотят получить там полное упрочнение или хотят избежать хрупкости — и эти более мягкие зоны помогают обеспечить требуемый результат при краш-тестах. Вы можете предусмотреть это в штампе.
Там требуется отдельная печь, в которой идет настройка температуры нагрева по зонам. Есть и переходная зона от мягкой к прочной области. Это более медленный процесс.
Может применяться и комбинация холодного и горячего процессов, или штамповка детали вхолодную, затем нагрев в печи для окончательного придания формы и закалки.
Оснастка и штампы во многом поменялись. Большая разница между холодной и горячей листовой штамповкой в том, что для горячей штамповки вам нужен механизм охлаждения/закалки. Когда технология горячей штамповки только появилась, то в секциях штампа выфрезеровывали пустоты; сейчас их скорее высверливают для того, чтобы проложить каналы охлаждения.
Иногда, если ваша деталь состоит из разнотолщинных сваренных встыковую лоскутов — с большей толщиной в тех местах, где вам нужна большая прочность — этой области может потребоваться усиленное охлаждение. Вам может понадобиться целое высвобождение в секции, чтобы как можно скорее впитать в себя тепло, перенаправить его и повысить эффективность за счет сокращения цикла. (продолжение следует). #tesla #benchmarking #новости #немного_матчасти #переводы
Поддержать канал:
5469550046228679
Десять вопросов Томасу Аусманну (Tesla): горячая листовая штамповка для модели Cybertruck (перевод интервью от Кейт Бахман из MetalForming Magazine) – часть 3
5. Какие были достигнуты улучшения для печей и рольгангов для подачи заготовок?
Аусманн: Самое большое появившееся отличие — что у вас теперь либо печь камерного типа (некоторые люди называют ее «печью для пиццы») с различными температурными слоями, причем вы можете открывать для каждой зоны отдельную дверцу; либо у вас длинная печь конвейерного типа, которая позволяет заготовке постепенно нагреваться по мере продвижения к выдаче. Разные автопроизводители предпочитают одно или другое, но больше склоняются к конвейерным печам. Сами рольганги также сильно эволюционировали. Например, одна из компаний-производителей печей имеет рольганг наподобие кактуса с колючками. Это уникальная форма рольганга, с минимальной контактной поверхностью, и заготовки меньше повреждают ролики при движении внутри печи. То есть вам требуется меньше обслуживания, меньше очистки и уборки, и за счёт этого снижено время цикла и стоимость процесса.
Большая часть сплавов — 95% — для горячей листовой штамповки имеют поверхностное покрытие (для предотвращения образования окалины), и рольганги такой «кактусовой» конструкции помогают предотвратить образование задиров.
Но наличие покрытия влечет за собой иные вызовы. Контроль за состоянием атмосферы внутри печи очень важен. И еще в течение процесса вы определенно не захотите повредить покрытие, и нужно следить за состоянием рабочих поверхностей штампа, ремонтируя их для того чтобы покрытие на заготовке оставалось нетронутым от задиров.
6. Как софт для компьютерного моделирования (симуляции) штамповки эволюционировал для улучшения горячих процессов?
Аусманн: Симуляции очень сильно помогли развитию горячей листовой штамповки. В прошедшие годы мы использовали программное обеспечение трех разных компаний (AutoForm, PAM-Stamp, DYNA-Form). Мы должны были составлять самостоятельно карты механических свойств материалов для горячей листовой штамповки. То есть мы брали рулоны от металлургов, вырезали из них образцы, тестировали их на испытательных стендах с учетом наличия текстуры: против направления зерна, по направлению зерна, под 45 градусов по направлению к зерну… Некоторые автопроизводители настаивали, что направление проката уже учтено и показано, но проблема в том, что при нагреве зерна фактически выравниваются по форме перед началом горячей штамповки. После этого мы сравнивали три разных симуляции от трех разных разработчиков, чтобы получить наилучшие результаты… потом снова возвращались к реальному штампу — прототипу или уже окончательному варианту, сверялись с реальной ситуацией, и вносили эти изменения в софт для окончательной отладки симуляции. С тех пор софт для симуляций сильно развился, стали учитываться результаты поверхностного трения, воздействие нагрева и охлаждения, и всё это вместе представляет достаточно сложный рецепт.
Симуляции сильно экономят нам время. В прошлом инженер-проектировщик процесса, возможно, не был так уверен его возможной осуществимости, особенно в процессе изготовления стали. Теперь у конструкторов и технологов есть мощная поддержка от компьютерного моделирования. Обычно производители деталей или штампов также предоставляют обратную связь разработчикам софта, и те могут проектировать деталь, которая гарантированно может быть произведена в реальности. Подчас изумительно бывает видеть, насколько реальный результат штамповки близок к предсказанному в симуляции. (продолжение следует). #tesla #benchmarking #новости #немного_матчасти #переводы
Поддержать канал:
5469550046228679
5. Какие были достигнуты улучшения для печей и рольгангов для подачи заготовок?
Аусманн: Самое большое появившееся отличие — что у вас теперь либо печь камерного типа (некоторые люди называют ее «печью для пиццы») с различными температурными слоями, причем вы можете открывать для каждой зоны отдельную дверцу; либо у вас длинная печь конвейерного типа, которая позволяет заготовке постепенно нагреваться по мере продвижения к выдаче. Разные автопроизводители предпочитают одно или другое, но больше склоняются к конвейерным печам. Сами рольганги также сильно эволюционировали. Например, одна из компаний-производителей печей имеет рольганг наподобие кактуса с колючками. Это уникальная форма рольганга, с минимальной контактной поверхностью, и заготовки меньше повреждают ролики при движении внутри печи. То есть вам требуется меньше обслуживания, меньше очистки и уборки, и за счёт этого снижено время цикла и стоимость процесса.
Большая часть сплавов — 95% — для горячей листовой штамповки имеют поверхностное покрытие (для предотвращения образования окалины), и рольганги такой «кактусовой» конструкции помогают предотвратить образование задиров.
Но наличие покрытия влечет за собой иные вызовы. Контроль за состоянием атмосферы внутри печи очень важен. И еще в течение процесса вы определенно не захотите повредить покрытие, и нужно следить за состоянием рабочих поверхностей штампа, ремонтируя их для того чтобы покрытие на заготовке оставалось нетронутым от задиров.
6. Как софт для компьютерного моделирования (симуляции) штамповки эволюционировал для улучшения горячих процессов?
Аусманн: Симуляции очень сильно помогли развитию горячей листовой штамповки. В прошедшие годы мы использовали программное обеспечение трех разных компаний (AutoForm, PAM-Stamp, DYNA-Form). Мы должны были составлять самостоятельно карты механических свойств материалов для горячей листовой штамповки. То есть мы брали рулоны от металлургов, вырезали из них образцы, тестировали их на испытательных стендах с учетом наличия текстуры: против направления зерна, по направлению зерна, под 45 градусов по направлению к зерну… Некоторые автопроизводители настаивали, что направление проката уже учтено и показано, но проблема в том, что при нагреве зерна фактически выравниваются по форме перед началом горячей штамповки. После этого мы сравнивали три разных симуляции от трех разных разработчиков, чтобы получить наилучшие результаты… потом снова возвращались к реальному штампу — прототипу или уже окончательному варианту, сверялись с реальной ситуацией, и вносили эти изменения в софт для окончательной отладки симуляции. С тех пор софт для симуляций сильно развился, стали учитываться результаты поверхностного трения, воздействие нагрева и охлаждения, и всё это вместе представляет достаточно сложный рецепт.
Симуляции сильно экономят нам время. В прошлом инженер-проектировщик процесса, возможно, не был так уверен его возможной осуществимости, особенно в процессе изготовления стали. Теперь у конструкторов и технологов есть мощная поддержка от компьютерного моделирования. Обычно производители деталей или штампов также предоставляют обратную связь разработчикам софта, и те могут проектировать деталь, которая гарантированно может быть произведена в реальности. Подчас изумительно бывает видеть, насколько реальный результат штамповки близок к предсказанному в симуляции. (продолжение следует). #tesla #benchmarking #новости #немного_матчасти #переводы
Поддержать канал:
5469550046228679
Десять вопросов Томасу Аусманну (Tesla): горячая листовая штамповка для модели Cybertruck (перевод интервью от Кейт Бахман из MetalForming Magazine) – часть 4
7. Какие изменения Вы видите в прессах для штамповки?
Аусманн: В конце концов, любой пресс всегда обеспечивает движение вверх и вниз (смех). В горячей штамповке обычно применяются гидравлические прессы, хотя и сервопрессы показали множество преимуществ для горячей штамповки, связанных с контролем скорости и кривых распределения усилия пресса. Для горячей штамповки вам нужно удерживать ползун в нижней точке, так, чтобы завершение штамповки совмещалось с закалкой на штампе. Здесь и происходит настоящее волшебство. Некоторые детали требуют очень быстрого смыкания штампов, то есть вам надо правильно регулировать скорость. А для скорейшего извлечения детали вы всегда хотите поскорее поднять вверх ползун, чтобы получить готовый переход на выход как можно скорее. Огромная часть технологий эпохи 4.0 связана с тонкими регулировками пресса, так что по сути для каждого типа вытяжки у пресса может быть свой особый рецепт.
8. Как развились операции, следующие после основного придания формы?
Аусманн: В прошлом последующие операции для горячей листовой штамповки подразумевали обрезку с помощью стальных секций, как для холодного процесса, но это было очень тяжело для прессов. Износ оснастки был колоссальным. Обрезка тогда была очень дорогим процессом. Прошли годы, и получила развитие технология лазерной обрезки для горячештампованных деталей. Некоторые производители подают переход сразу после горячей вытяжки на стенд для лазерной обрезки, далее напрямую передают на подсборку, а иногда и сразу на окончательную сварку/сборку кузова. Такой процесс сокращает производственные площади и оборудование… это большое улучшение.
9. Видите ли Вы тенденцию к увеличению степени использования технологии горячей листовой штамповки?
Аусманн: Определенно, горячая листовая штамповка — это растущий рынок. Процент распределения силовых деталей в кузове меняется. Технологии, идущие от электрокаров, заставляют автопроизводителей искать способы сделать свои продукты легче, безопаснее и удобнее с точки зрения возможностей производства. Эта технология серьёзно развилась с тех пор, как её придумали в Швеции несколько десятков лет назад.
Другие отрасли транспортной промышленности теперь также смотрят на технологию горячей листовой штамповки: железнодорожный транспорт, грузовики, авиация, даже и производители велосипедов. А чем больше компаний вовлекается в горячую штамповку, тем дешевле становятся инвестиции для ее внедрения. Чем больше эта технология станет привычной в будущем, тем дешевле для автопроизводителей будут и детали, произведенные таким способом, и цены неизбежно упадут.
10. Когда Tesla внедряла свою технологию гигаотливок, заменяя сразу 70 деталей одним компонентом, многие штамповщики были напуганы перспективой потери бизнеса вследствие внедрения подобных технологий. Сейчас Tesla получает путем горячей листовой штамповки огромную деталь, которую раньше получали после сварки нескольких меньшего размера, означает ли это возврат и триумф технологии штамповки?
Аусманн: С технологией гигаотливок Tesla действительно потрясла рынок. Все начали задаваться вопросом: в каком направлении они двинутся теперь, учитывая потенциальное упрощение сварки/сборки кузова ввиду сокращения количества деталей. Это определенно упрощает производство. Если у вас есть обеспеченные объемы, то это вам поможет. Но также многие поставщики с готовностью встречают вызовы, связанные с горячей листовой штамповкой, и это здорово лицезреть воочию. #tesla #benchmarking #новости #немного_матчасти #переводы
Поддержать канал:
5469550046228679
7. Какие изменения Вы видите в прессах для штамповки?
Аусманн: В конце концов, любой пресс всегда обеспечивает движение вверх и вниз (смех). В горячей штамповке обычно применяются гидравлические прессы, хотя и сервопрессы показали множество преимуществ для горячей штамповки, связанных с контролем скорости и кривых распределения усилия пресса. Для горячей штамповки вам нужно удерживать ползун в нижней точке, так, чтобы завершение штамповки совмещалось с закалкой на штампе. Здесь и происходит настоящее волшебство. Некоторые детали требуют очень быстрого смыкания штампов, то есть вам надо правильно регулировать скорость. А для скорейшего извлечения детали вы всегда хотите поскорее поднять вверх ползун, чтобы получить готовый переход на выход как можно скорее. Огромная часть технологий эпохи 4.0 связана с тонкими регулировками пресса, так что по сути для каждого типа вытяжки у пресса может быть свой особый рецепт.
8. Как развились операции, следующие после основного придания формы?
Аусманн: В прошлом последующие операции для горячей листовой штамповки подразумевали обрезку с помощью стальных секций, как для холодного процесса, но это было очень тяжело для прессов. Износ оснастки был колоссальным. Обрезка тогда была очень дорогим процессом. Прошли годы, и получила развитие технология лазерной обрезки для горячештампованных деталей. Некоторые производители подают переход сразу после горячей вытяжки на стенд для лазерной обрезки, далее напрямую передают на подсборку, а иногда и сразу на окончательную сварку/сборку кузова. Такой процесс сокращает производственные площади и оборудование… это большое улучшение.
9. Видите ли Вы тенденцию к увеличению степени использования технологии горячей листовой штамповки?
Аусманн: Определенно, горячая листовая штамповка — это растущий рынок. Процент распределения силовых деталей в кузове меняется. Технологии, идущие от электрокаров, заставляют автопроизводителей искать способы сделать свои продукты легче, безопаснее и удобнее с точки зрения возможностей производства. Эта технология серьёзно развилась с тех пор, как её придумали в Швеции несколько десятков лет назад.
Другие отрасли транспортной промышленности теперь также смотрят на технологию горячей листовой штамповки: железнодорожный транспорт, грузовики, авиация, даже и производители велосипедов. А чем больше компаний вовлекается в горячую штамповку, тем дешевле становятся инвестиции для ее внедрения. Чем больше эта технология станет привычной в будущем, тем дешевле для автопроизводителей будут и детали, произведенные таким способом, и цены неизбежно упадут.
10. Когда Tesla внедряла свою технологию гигаотливок, заменяя сразу 70 деталей одним компонентом, многие штамповщики были напуганы перспективой потери бизнеса вследствие внедрения подобных технологий. Сейчас Tesla получает путем горячей листовой штамповки огромную деталь, которую раньше получали после сварки нескольких меньшего размера, означает ли это возврат и триумф технологии штамповки?
Аусманн: С технологией гигаотливок Tesla действительно потрясла рынок. Все начали задаваться вопросом: в каком направлении они двинутся теперь, учитывая потенциальное упрощение сварки/сборки кузова ввиду сокращения количества деталей. Это определенно упрощает производство. Если у вас есть обеспеченные объемы, то это вам поможет. Но также многие поставщики с готовностью встречают вызовы, связанные с горячей листовой штамповкой, и это здорово лицезреть воочию. #tesla #benchmarking #новости #немного_матчасти #переводы
Поддержать канал:
5469550046228679