Производители автомобилей и прочих транспортных средств предпочитают термоформование благодаря тем преимуществам, которые оно предоставляет в области конструирования и сборки крупных деталей, а также благодаря получаемой экономии. Термоформование можно использовать для производства крупных деталей, начиная от обшивки оснований и корпусов боковин задка кузова, и кончая облицовкой бампера и панелей качающихся рычагов нижней части кузова, и при стоимости инструмента, которая составляет лишь часть от стоимости инструмента для литьевого формования.
Последние разработки в области конструирования инструментов, в сочетании с достижениями в области материалов для изготовления инструментов, таких как алюминий, позволяют формовать все более сложные детали с размерными допусками, которые близки к допускам, получаемым при литьевом формовании. Чарльз Бюлер, инженер по технической интеграции в компании General Motors Corp., говорит, что допуски термоформованных панелей качающихся рычагов для автомобиля Cadillac STS-V были настолько жесткими, что поставщиков деталей для этого автомобиля, работавших с литьевым формованием, попросили усовершенствовать свои спецификации.
Тем не менее, возможности, которые предоставляет автомобильная промышленность, доступны далеко не каждой компании, которая занимается термоформованием или производством инструментов. По мере того, как компоненты становятся все более и более сложными в техническом и эстетическом планах (для многих применений требуется покрытие класса A, которого обычно можно добиться за счет использования лакокрасочных пленок), компании, которым удается получить контракты, становятся компаниями, инвестирующими в технологии и научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы, которые необходимы для производства высококачественных деталей и инструментов.
Успешное термоформование
Одной из наиболее успешных компаний, занимающихся термоформованием для автомобильной промышленности в Северной Америке, является Durakon Industries Inc. (Лапир, Мичиган). Компания быстро и с прекрасным качеством производит крупные детали. Всего за шесть недель она спроектировала и начала производство щитков от попадания камней, которые термоформуются с лакокрасочными пленками, для задних брызговиков автомобиля Chevrolet SSR.
Модель SSR стала первым автомобилем GM, в котором использовались термоформованные детали. Но прежде чем Durakon смогла достигнуть развития, которое позволило компании помочь GM с разработкой и производством деталей класса A, она была вынуждена инвестировать миллионы долларов в модернизацию своих производственных мощностей.
“В 2000 году мы производили крупные, черные и относительно неточные обшивки оснований для грузовых пикапов”, - говорит ДеЛеонард. Компания Durakon приняла стратегическое решение модернизировать свою технологию обработки и технологию создания инструментов. С тех пор компания смогла не только существенным образом улучшила стиль и допуски для своего основного бизнеса по производству обшивки, но и расширила его, занявшись корпусами боковин задка кузова, приборными панелями, качающимися рычагами и обшивкой ниш для колес. Недавно контракт компании на поставку двухлистовых боковин задка кузова для спортивного легкого грузовика Chevrolet Avalanche был продлен до 2012 года.
Автомобильная промышленность для производителя инструментов
Несмотря на высокие барьеры для тех, кто хочет работать на этом рынке, автомобильная промышленность дает большие преимущества производителям инструментов, которые способны преодолевать эти барьеры.
По оценкам некоторых экспертов, на долю автомобильной промышленности приходится почти 20% от оценивающегося в $2.8-миллиарда рынка промышленного термоформования Северной Америки. Это около $560 миллионов в год.
Выступая на конференции по термоформованию SPE, проходившей в сентябре прошлого года в Цинциннати, Бюлер заявил, что, если перевести на термоформование все выпускаемые компанией приборные панели, качающиеся рычаги, молдинги боковин кузова и ниши для колес, то она будет производить ежегодно 128 миллионов деталей, что означает доход $256 миллионов для термоформовщиков при средней марже в $2 на деталь. И это только один производитель автомобилей. И речь идет только о деталях внешней оснастки. Эта технология также используется для производства внутренних компонентов, таких как двери и приборные панели.
Тенденции развития конструирования автомобилей благоприятны для термоформования. Производители автомобилей продолжают отдавать предпочтение производству избранных моделей для отдельных ниш, что обычно предполагает производство десятков или нескольких сотен тысяч автомобилей, что вполне соответствует пределам возможностей имеющихся в настоящее время инструментов. Бюлер назвал цифры по производству двух моделей, в которых используются термоформованные внешние панели: Chevrolet HHR, грузо-пассажирский автомобиль в стиле ретро, который производится ежегодно в количестве 220,000 штук, и Buick Lucerne, на долю которого приходится 80,000-100,000 автомобилей в год.
У термоформования имеется также еще одно преимущество. Оно, в общем и целом, изолировано от конкурентов из других стран. По крайней мере, на данный момент. Многие детали крупные и объемные, и непрактично транспортировать их на большие расстояния.
Тенденции конструирования инструмента начинают становиться аналогичными тенденциям в области литьевого формования, в первую очередь, поскольку термоформование автомобильных деталей становится все сложнее. Одним из результатов такого конструирования является то, что во все большее количество инструментов начинает включать подвижные детали, такие как выталкиватели дорна, боковые шиберы, а также приводные механизмы для получения экстремальных углов конусности отливки и надрезов.
Эксплуатационные характеристики инструмента также начинают все больше зависеть от более высокой степени автоматизации при термоформовании. Развивающейся технологией является нарезание на месте, вторичная технология нарезания деталей, обычно с помощью робототехнического устройства, в то время, когда деталь находится еще в пресс-форме. Это позволяет не только повысить точность окончательной отделки и ее скорость, но и уменьшить объемы ручного труда при погрузке/разгрузке деталей, что позволяет сократить производственные затраты.
Даже рамы зажимного устройства, которые держат листы, модернизируют для того, чтобы повысить качество деталей. Одним из разрабатываемых в настоящее время устройств является шарнирно-расчлененная рама, динамическая конструкция, которая изменяет форму перед формованием так, чтобы нагретый лист повторял контуры инструмента, а не формовался полностью за счет проталкивания вниз в пресс-форму. За счет изменения формы листа до его введения в пресс-форму, обработчики могут получать улучшенное распределение материла по всей детали и уменьшить потребление материала на 30 процентов и более, что, в конечном итоге, снижает затраты на деталь.
Термоформование автомобильных деталей также переходит с работы с разрезанными листами на работу с рулонной подачей, здесь преимуществами являются более скоростное производство и одновременное формование и окончательная отделка, особенно, при использовании машин центробежного формования.
По мере того, как большая степень автоматизации и точности становятся технологической нормой, необходимостью становится проектирование и создание инструментов в соответствии с точными стандартами для производства детали.
Механическая обработка инструментов для термоформования аналогична обработке пресс-форм для литьевого формования, по крайней мере, в том, что касается оборудования. Многие центры механизированной обработки с подвижностью робота в трех или пяти направлениях, предназначенные для цехов, занимающихся литьевым формованием, используются также и производителями инструментов.
|
