자동차 부품을 위한 툴링 및 머시닝 전략

전기 자동차 붐이 가속화됨에 따라 자동차 부품을 제조하는 데 신소재가 사용되어 자동차 공급업체에 가공 문제가 대두되고 있습니다. 다결정 다이아몬드 절삭 공구가 자동차 제조업체의 가장 친한 친구가 된 이유는 다음과 같습니다.

자동차가 있는 한 자동차 제조업체는 알루미늄을 사용하여 자동차를 만들어 왔습니다. 사실, 자동차의 선구자 Carl Benz는 1901년에 최초의 알루미늄 엔진 부품을 도입했고, 1908년에는 Bugatti가 알루미늄 섀시와 차체 부품을 사용했고, 1934년에는 Alfa Romeo의 슈퍼차저 엔진도 알루미늄으로 사용했습니다.

그 이후로 알루미늄과 그 많은 합금이 계속해서 인기를 얻었습니다. 가장 최근의 주목할만한 사례 중 하나는 2015년 Ford Motor Co.에서 알루미늄 차체 F-150 픽업 트럭을 도입한 것입니다. 이러한 추세는 곧 그러나 제너럴 모터스가 2025년까지 30개의 새로운 전기 자동차(EV) 모델을 제공하고 그 후 10년 후에 내연(IC) 엔진을 완전히 제거한다는 계획을 감안할 때 엄청난 도약입니다. 다른 자동차 제조사들도 분명히 GM의 획기적인 길을 따를 것입니다.

자동차 전기화와 알루미늄은 어떤 관련이 있습니까? 풍부한. 강하면서도 가벼운 이 금속은 엄격한 연비 기준을 충족하는 데 도움이 되는 역할을 하여 이미 자동차 산업의 사랑을 받고 있는 반면, 조사 회사 DuckerFrontier의 최근 설문 조사에 따르면 북미의 전기 및 비전기 자동차에 사용되는 평균 알루미늄이 예상됩니다. 2030년까지 24% 증가. 
 

이 소비의 일부는 이미 사용 중인 휠, 펌프 본체, 실린더 헤드 및 변속기 하우징으로 인한 것이지만 배터리 트레이 및 고정자 및 하우징과 같은 전기 모터 구성 요소를 포함하도록 점진적으로 확장될 것입니다. 하지만 한 가지 문제가 있습니다. 대부분의 단조 및 단조 알루미늄 합금은 상대적으로 가공하기 쉬운 반면 이러한 부품 중 일부에 사용되는 주물 재료는 마모가 심하여 공구 수명이 단축되고 가동 중지 시간이 증가할 수 있습니다. 업계의 악명 높은 생산량을 고려할 때 이는 자동차 제조업체와 해당 부품 공급업체에 심각한 우려를 불러일으킬 것으로 보입니다.

어려운 질문 해결

다행히도 작업에 맞는 절삭 공구 재료가 있습니다. 이를 PCD(다결정 다이아몬드)라고 하며 Kyocera Precision Tools의 자동차 응용 분야 전문가인 Gerald Fitch가 지적한 바와 같이 다양한 브레이징 PCD 드릴 및 엔드밀은 물론 인덱서블 커터 및 맞춤형 솔루션을 사용할 수 있습니다. 일상적으로 알루미늄을 가공하는 모든 작업장에서 비용을 절감하고 생산성을 높일 수 있습니다.

"자동차 제조업체의 경우 날당 비용이 가장 중요합니다. PCD 공구의 비용이 초경 공구의 10배일지라도 가격 차이를 상쇄하는 것보다 더 짧은 주기 시간과 크게 향상된 공구 수명을 제공합니다."라고 그는 말합니다. /P>

Fitch는 회사의 MFAH 및 MEAS 밀링 커터를 두 가지 가능한 솔루션으로 지적합니다. 둘 다 낮은 절삭 부하를 제공하여 버와 공작물 치핑을 최소화하는 동시에 고품질 마감을 생성하며, 이 모두는 대량 알루미늄 가공에서 매우 중요합니다. 이와 같은 인덱서블 공구는 자동차 시장에서 흔하지만 어려운 일인 주철 또는 분말 금속 실린더 라이너가 있는 엔진 블록의 상단 밀링에도 적합합니다.

보링 딥

Rick With는 동일한 과제를 많이 봅니다. Guhring Inc.의 PCD/PCBN 사업부의 제품 관리자이자 엔지니어링 감독자인 그는 자동차 부품 공차와 표면 마감이 종종 매우 엄격하며 전기 모터 고정자 보어의 경우 긴 길이 대 직경 비율이 또한 기대됩니다.

"한 가지 예는 전기 모터의 고정자 구멍으로, 일반적으로 직경이 200밀리미터(7.87인치)가 훨씬 넘고 깊이가 1~1.5배까지 측정할 수 있습니다."라고 With는 말합니다. “가공 방식은 기존 변속기 하우징과 매우 유사하며 실제로 훨씬 더 많은 도달 범위가 필요할 수 있습니다. 이를 위해서는 황삭, 반마감 및 정삭 보링 작업의 3단계 가공 공정이 필요합니다. 여기서 차이점은 도구 본체의 재질과 조정 시스템입니다.”

이 특정 부품에 대한 Guhring의 솔루션은 다소 아이러니하게도 본체 자체가 알루미늄으로 만들어진 맞춤형 절단기였습니다. 보링 공구에는 HSK 스핀들 인터페이스가 있으며 6개 이상의 PCD 인서트가 장착되어 있으며 각각 크기 제어를 위해 조정 가능한 카트리지에 장착되어 있습니다. "많은 자동차 절삭 공구에서 흔히 볼 수 있듯이 이것은 하나의 공구로 여러 직경과 부품 형상을 가공할 수 있는 본격적인 특수 제품이었습니다."라고 With는 말합니다.

PCD로 더 빠르게 먹이기

Chad Hefflinger는 Kennametal Inc.의 PCD/PCBN 제품 관리자입니다. 그는 자동차 제조업체가 수십 년 동안 PCD 툴링을 사용하여 알루미늄 가공 작업을 개선해 왔지만, Tier 공급업체는 많은 시간 동안 뒤처져 왔다고 설명합니다. 최근 몇 년 동안 PCD에 필요한 더 높은 스핀들 속도와 이송 속도를 자랑하는 비교적 저렴한 CNC 기계가 널리 보급되어 가장 작은 작업장에서도 더 큰 생산성을 얻을 수 있다는 점을 고려하면 이 모든 것이 바뀌었습니다.

변경된 또 다른 점은 소위 "정맥형" PCD 툴링의 개발입니다. Hefflinger는 "대부분의 절삭 공구의 PCD는 절단되어 카바이드 기판에 납땜된 평평한 퍽에서 생산됩니다."라고 말합니다. “여기서 단점은 초경 절삭 공구처럼 곡선 모양을 만들 수 없다는 것입니다. 그러나 베인형 툴링을 사용하면 PCD가 준비된 카바이드 블랭크 내의 곡선 슬롯으로 소결되어 헬리컬 드릴 및 엔드밀에 사용할 수 있습니다.”

Hefflinger는 또한 알루미늄이 자동차 타운의 유일한 게임이 아니라고 제안합니다. 점점 더 많은 제조업체가 차체 패널, 프레임 구성 요소, 범퍼 및 전기 자동차의 경우 배터리 트레이를 위해 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 및 기타 복합 재료로 눈을 돌리고 있습니다. 여기서도 PCD 툴링은 이러한 항공우주 등급 재료를 가공하기 위한 최초이자 때로는 유일한 선택입니다.

"CFRP는 마모가 심할 뿐만 아니라 치핑 및 박리되기 쉽습니다."라고 그는 말합니다. “이것은 특히 항공우주 산업에서 뿐만 아니라 어느 정도 자동차에서도 이러한 재료에 베인형 PCD 툴링이 선호되는 이유의 일부입니다. PCD의 극도의 내마모성을 보다 유연한 형상 옵션과 함께 얻을 수 있어 일부 알루미늄 합금은 물론 복합 재료를 가공할 때 발생하는 일부 문제를 제거하는 데 도움이 됩니다.”

전기 자동차 생산 능력을 가속화하기 위해 어떤 조치를 취하고 있습니까? 아래 댓글에서 생각과 통찰력을 공유하세요.

자동차 부품을 위한 최고의 툴링 및 가공 전략 사용

전기 자동차(EV) 붐이 가속화되면서 자동차 부품을 제조하는 데 신소재가 사용되어 자동차 공급업체에 가공 문제가 대두되고 있습니다. 다행히도 다결정 다이아몬드 또는 PCD와 같은 작업에 맞는 절삭 공구 재료가 있습니다.EV 생산 능력을 가속화하기 위해 어떤 단계를 밟고 있습니까? 설문조사에 참여하여 이 주제에 대한 통찰력을 공유하세요.

알루미늄 합금을 어떻게 가공하고 있습니까?