日產(chǎn)導入“回彈量預估”提高鋁合金沖壓成形精度
為了對適合輕量化但回彈量較大的鋁合金進行高精度沖壓成形,模具制造之前的“預估”非常重要。日產(chǎn)汽車生產(chǎn)技術本部沖壓技術部的久恒智彥在“模具技術人員會議2007”(2007年6月19~20日,大田區(qū)產(chǎn)業(yè)廣場)上,談了由沖壓法形成復雜的三維鋁合金車體的秘訣。日產(chǎn)在其中使用了模擬技術和以往積累的成形數(shù)據(jù)。
日產(chǎn)重視實現(xiàn)“具有魅力的造型”。其中作為車體材料該公司積極采用鋁合金。鋁合金比重小,是備受重視的輕量化理想材料。但在以前,鋁合金材料的回彈量大,沖壓加工難度大是鋁合金需要突破的瓶頸。在沖壓加工中,存在無法完美再現(xiàn)復雜三維形狀的問題。該公司在2000年左右就發(fā)現(xiàn)此問題,最嚴重的是在2003年款“Skyline Coupe”的鋁合金發(fā)動機罩中。
此前,由于沒有能夠正確測量沖壓成型產(chǎn)品形狀的方法,因此,掌握三維數(shù)據(jù)(期望的形狀)與實際成形產(chǎn)品之間的誤差(回彈發(fā)生量),以及為消除誤差而進行的模具修正都是通過感覺和經(jīng)驗來進行的。不過,這種方法需要重復測試和修正錯誤的過程。
隨著非接觸式三維計測技術的發(fā)展,以2000年為界出現(xiàn)了能夠使用高性能三維計測儀的環(huán)境,使預測回彈量成為可能。日產(chǎn)首先著手的是鋁合金沖壓成型產(chǎn)品回彈量的正確測量。由于能以此為基礎修正模具,因而提高了模具修正效率。該公司把回彈量的測量作為“第一階段”,持續(xù)到了2005年左右。并通過該項作業(yè),構筑了回彈量數(shù)據(jù)庫(DB)。
從2006年左右起,日產(chǎn)開始積極利用DB資產(chǎn)。這就是“第二階段”。具體是利用統(tǒng)計的方法,從最初的測試開始,使用預估了回彈量的模具,使這一方法成為可能的是模擬技術的進步。
不過,回彈量的預估并不是簡單化一的。這是因為“必須維持所設計的曲面起伏”(久恒)。曲面起伏是指高光的形態(tài)、曲率、凹凸銜接等。如果這些指標偏離原始數(shù)據(jù),就會導致“曲面品質(zhì)”下降,因此預估量需要考慮與曲面品質(zhì)之間的平衡來確定。因此,需要把回彈量分解成多個獨立成分,精細地確定每個部分的預估量。
轉入第二階段后,日產(chǎn)把在試制開始前確認設計師的意圖,在此基礎上討論事前對策(確定預估)作為例行流程,并要求設計師在首次測試后,進行確認和定量評估。以防預估量的偏差導致設計構思無法貫徹。