當(dāng)白車身數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定、工藝驗證階段的開發(fā)數(shù)據(jù)下發(fā)到試制部門后, 試制部門將根據(jù)正式模具分包情況對鑄造模此類長周期零件進行快速模具的開發(fā)。因為產(chǎn)品數(shù)據(jù)中的小尺寸零件在批量生產(chǎn)中是要開發(fā)鋼板模具的,而正式鋼板模具的開發(fā)周期與快速模具的開發(fā)周期基本一致,即3~4個月,為節(jié)約成本,將對快速模具及正式鋼板模具并行開發(fā)??焖倌>邲_壓件開發(fā)清單確認(rèn)后,按照零件重要性、材料及加工難易程度將零件分為外表面件、高強度鋼板件、結(jié)構(gòu)件等,以便于確定快速模具材質(zhì)以及對沖壓件供應(yīng)商進行分包。
目前,白車身快速樣件基本采用的是整車或全部鑄造模具沖壓件的開發(fā)。樣件按照在整車中的作用、質(zhì)量要求及制造難易程度, 按梯次分配給不同的供應(yīng)商, 這樣可以大大減少制造成本,避免不必要的浪費, 但給供應(yīng)商的管理帶來一定的挑戰(zhàn)。供應(yīng)商確定之后, 要制定樣件的工藝方案,對供應(yīng)商進行項目進度跟蹤, 并對樣件制作過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時反饋。
樣件在提樣之前重要的工作就是制件檢測,只有達(dá)到技術(shù)要求的制件才可以發(fā)貨到主機廠, 不合格制件則要求廠家限期整改。隨后便是樣件到貨后的裝車匹配與驗證,這個過程需要各部門全程跟蹤、及時反饋,爭取以快速度完成數(shù)據(jù)的完善更新。
對于一般零件, 只開發(fā)一序簡易成形模具,其模具結(jié)構(gòu)與正式模具一樣,包括凸模、凹模、拉延筋、壓邊圈或壓料板等,但取消或簡化了導(dǎo)向機構(gòu)、安全機構(gòu)。為減小模具度,制作統(tǒng)一的互換式墊板。
快速成形制造技術(shù)(RP&M)將傳統(tǒng)的“去除”加工法(由毛坯切去多余材料形成零件)改為“加工法”(將材料逐層堆積形成零件),其工藝過程分為前處理、疊層制造及后處理3個階段,如圖3所示。
由3D造型軟件輸出STL數(shù)據(jù)格式,然后用切片軟件沿成形的高度方向,每隔一定的間隔進行切片處理,以便提取界面的輪廓。間隔的大小根據(jù)被成形件精度和生產(chǎn)率的要求來選定,間隔愈小,精度愈高,但成形時間愈長。間隔的范圍在0.1mm 左右,在此取值下,能得到比較光滑的成形曲面。
疊層制造的過程因各種成形工藝的不同而有較大的差異。典型的RP件工藝有:熔融沉積造型、光固化立體造型、選擇性激光燒結(jié)、分層物件制造等。
為了使零件在表面狀況或機械強度等具備某些功能性需求,其尺寸穩(wěn)定性、精度等的要求,需要對其進行相應(yīng)的后處理:A、對于具有終使用性功能要求的原型制件,通常采取滲樹脂的方法對其進行強化;B、而用作熔模鑄造型芯的制件,通過滲蠟來提高表面光潔度;C、另外,若存在以下問題,通常需要采用修整、打磨、拋光和表面涂覆等后處理工藝:
原型件表面不夠光滑,其曲面上存在因分層制造引起的小臺階,以及因STL格式化而可能造成的小缺陷;2】原型的薄壁和某些小特征結(jié)構(gòu)(如孤立的小柱、薄筋)可能強度、剛度不足;3】原型的某些尺寸、形狀還不夠;4】制件表面的顏色可能不符合產(chǎn)品的要求等。
RP技術(shù),迴異于傳統(tǒng)的去除成型(如車、削、刨、磨),拼合成型(如焊接),或受迫成型(如鑄、鍛,粉末冶金)等加工方法,而是采用基于材料累積制造的思想,把三維立體看成是無數(shù)平行的、具有不同形狀的層面的疊加,能快速制造出產(chǎn)晶原型??焖僭椭圃旒夹g(shù)(RP)將計算機輔助設(shè)計(CAD)、輔助制造 (CAM)、計算機輔助控制(CHC)、精密伺服驅(qū)動和新材料等技術(shù)集于一體,依據(jù)計算機上構(gòu)成的產(chǎn)品三維設(shè)計模型,對其進行分層切片,得到各層截面的輪廓,激光選擇性的切割一層層的紙(或固化一層層的液態(tài)樹脂、燒結(jié)一層層的粉末材料或熱噴頭選擇快速地熔覆一層層的塑料或選擇性地向粉末材料噴射一層層粘結(jié)劑等),形成各截面輪廓并逐步疊加成三維產(chǎn)品。目前,它已成為現(xiàn)代制造業(yè)的支柱技術(shù),是實現(xiàn)并行工程、集成制造技術(shù)和技術(shù)開發(fā)的的手段之一。
在國外,RP原型成為某些制造廠家爭奪訂單的手段。例如位于Detroit的一家僅組建兩年的制造商,由于裝備了2臺不同型號的快速成型機及以此為基礎(chǔ)的快速精鑄技術(shù),僅在接到Ford公司標(biāo)書后的4個工作日內(nèi)便生產(chǎn)出了個功能樣件,從而在眾多的競爭者中奪到了為Ford公司生產(chǎn)年總產(chǎn)值達(dá)300萬美元發(fā)動機缸蓋精鑄件的合同;零一方面,客戶總是更樂意對著實物原型“指手劃腳”,提出其對產(chǎn)品的修改意見。因此,RP模型是設(shè)計制造商就其產(chǎn)品與客戶交流溝通的佳手段。
以RP生成的實體模型作模心或模套,結(jié)合精鑄、粉末燒結(jié)或電極研磨等技術(shù)可以快速制造出企業(yè)生產(chǎn)所需要的功能模具或工裝設(shè)備,其制造周期較之傳統(tǒng)的數(shù)控切削方法可縮短30%~40%以上,而成本卻下降35%~70%。模具的幾何復(fù)雜程度愈高,這種效益愈顯著。據(jù)一家位于美國Chicago的模具供應(yīng)商(僅有20名員工)聲稱,其車間在接到客戶CAD設(shè)計文件后1周內(nèi)可提供任意復(fù)雜的注塑模具,而實際上80%模具則可在24~48小時內(nèi)完工??焖俪尚图夹g(shù)利用材料累加法亦可用來制造塑料、陶瓷、金屬及各種復(fù)合材料零件。