Strategi Alat dan Frais yang Dioptimalkan untuk Bagian Kendaraan Listrik

Seiring dengan percepatan boom kendaraan listrik, bahan baru digunakan untuk memproduksi komponen kendaraan, menantang pemrosesan bagi supplier otomotif. Inilah mengapa alat potong kristal berlian (PCD) dengan cepat menjadi teman terbaik pabrikan mobil.

Selama ada mobil, pabrikan mobil telah menggunakan aluminium untuk membangunnya. Faktanya, pelopor otomotif Carl Benz memperkenalkan bagian mesin aluminium pertama pada 1901, diikuti oleh penggunaan aluminium chassis dan komponen tubuh Bugatti pada 1908 dan mesin supercharged Alfa Romeo pada 1934, juga aluminium.

Sejak saat itu, aluminium dan banyak legasinya terus meningkat dalam popularitas, salah satu contoh terbaru dan menonjol adalah pemerkenalan Ford Motor Co. dari pickup truck F-150 dengan tubuh aluminium pada 2015. Tren ini akan melakukan lompatan besar ke depan, dengan rencana General Motors untuk menawarkan 30 model kendaraan listrik (EV) baru pada 2025, diikuti oleh eliminasi total mesin pembakaran dalam (IC) 10 tahun setelah itu. Pabrikan mobil lain pasti akan mengikuti jalan revolusioner GM.

Apa hubungan elektrifikasi kendaraan dengan aluminium? Banyak. Di mana logam yang kuat namun ringan ini sudah menjadi favorit industri otomotif karena peran yang membantu dalam memenuhi standar efisiensi bahan bakar yang ketat, survei terbaru oleh perusahaan penelitian DuckerFrontier menunjukkan rata-rata aluminium yang digunakan dalam kendaraan listrik dan non-listrik di Amerika Utara diharapkan meningkat 24 persen pada 2030.

Beberapa konsumsi ini akan karena roda, badan pompa, kepala silinder dan casing transmisi yang sudah digunakan tetapi akan secara bertahap meluas untuk mencakup tray baterai dan komponen motor listrik seperti stator dan casing. Ada hanya satu masalah, meskipun: Di mana sebagian besar legasi aluminium forged dan wrought relatif mudah diproses, bahan cetak yang digunakan pada beberapa bagian ini dapat sangat abrazif, mengarah pada umur alat yang buruk dan peningkatan downtime. Dalam pola produksi volume tinggi yang terkenal industri, ini akan tampaknya mempresentasikan kekhawatiran serius bagi pabrikan mobil dan supplier tier mereka.

Menangani Pertanyaan Sulit

Untungnya, ada bahan alat potong yang mampu untuk tugas itu. Ini disebut kristal berlian (PCD), dan seperti yang dikatakan Gerald Fitch, spesialis aplikasi otomotif di Kyocera Precision Tools, ada rentang luas bor dan end mill brazed PCD yang tersedia serta pemotong indeksabel dan solusi kustom, semuanya yang berfungsi untuk mengurangi biaya dan meningkatkan produktivitas untuk setiap bengkel yang secara rutin memroses aluminium.

“Untuk pabrikan mobil, biaya per tepi adalah segalanya, dan meskipun alat PCD mungkin berbiaya 10 kali lipat dari setara karbidenya, waktu siklus yang lebih pendek dan umur alat yang sangat meningkat yang disediakannya lebih dari cukup menebaskan perbedaan harga,” katanya.

Fitch menunjuk pada pemotong milling MFAH dan MEAS perusahaan sebagai dua solusi yang mungkin. Keduanya dikatakan menyediakan gaya pemotongan rendah yang meminimalkan burr dan kerusakan pekerjaan sambil menghasilkan finishing berkualitas tinggi, semuanya yang kritis dalam pemrosesan aluminium volume tinggi. Alat indeksabel seperti ini juga cocok untuk memroses atas blok mesin di mana liner silinder besi cor atau logam bubuk hadir, kejadian umum namun menantang di pasar otomotif.

Membor Dalam

Rick With melihat banyak tantangan yang sama. Manajer produk dan insinyur pengawas divisi PCD/PCBN Guhring Inc., dia menunjuk pada toleransi dan finishing permukaan bagian otomotif yang seringkali sangat ketat, dan dalam kasus bore stator motor listrik, rasio panjang terhadap diameter yang panjang juga dapat diharapkan.

“Contohnya adalah bore stator dalam motor listrik, yang biasanya dapat mengukur lebih dari 200 milimeter dalam diameter (7,87 inci) dan mungkin 1 hingga 1,5 kali dalam kedalaman,” With kata. “Pendekatan pemrosesan cukup mirip dengan casing transmisi konvensional, yang sebenarnya dapat membutuhkan jangkauan yang jauh lebih banyak. Ini memerlukan proses pemrosesan tiga langkah dengan rough, semi-finish, dan finish boring. Perbedaannya di sini adalah bahan badan alat dan sistem penyesuaian.”

Solusi Guhring untuk bagian tertentu ini adalah pemotong kustom yang badannya, secara ironis, terbuat dari aluminium itu sendiri. Alat bor memiliki interface poros spindel HSK dan dilengkapi dengan enam atau lebih insert PCD, masing-masing dipasang dalam cartridge yang dapat disesuaikan untuk kontrol ukuran. “Seperti yang umum dengan banyak alat potong otomotif, ini adalah special penuh di mana Anda dapat memroses beberapa diameter dan fitur bagian dengan satu alat,” With kata.

Mengirim Lebih Cepat dengan PCD

Chad Hefflinger adalah manajer produk PCD/PCBN untuk Kennametal Inc. Dia menjelaskan bahwa, sementara pabrikan mobil telah menggunakan tooling PCD selama bertahun-tahun untuk meningkatkan operasi pemrosesan aluminium mereka, supplier Tier mereka tertinggal selama sebagian besar waktu itu. Semua itu telah berubah dalam beberapa tahun terakhir dengan ketersediaan yang luas mesin CNC berbiaya relatif rendah yang memiliki kecepatan spindel dan laju pengiriman yang diperlukan untuk PCD, membawa produktivitas yang lebih besar dalam jangkauan bahkan bengkel terkecil.

Satu hal yang telah berubah adalah pengembangan tooling PCD yang disebut “veined.” “PCD dalam sebagian besar alat potong diproduksi dari puck datar yang dipotong dan brazed pada substrat karbide,” Hefflinger kata. “Kelemahannya di sini adalah Anda tidak dapat membuat bentuk lengkung seperti pada alat potong karbide. Dengan tooling veined, namun, PCD disinter ke dalam slot lengkung dalam blank karbide yang disiapkan, memungkinkannya digunakan dalam helical drill dan end mill.”

Hefflinger juga menyarankan bahwa aluminium bukan satu-satunya permainan di kota otomotif. Sebagian besar produsen beralih ke plastik terkuat serat karbon (CFRP) dan komposit lain untuk panel tubuh, komponen frame, bumper, dan dalam kasus kendaraan listrik, tray baterai. Di sini lagi, tooling PCD adalah pilihan pertama dan kadang-kadang satu-satunya untuk pemrosesan bahan kelas penerbangan.

“CFRP tidak hanya sangat abrazif tetapi juga rentan terhadap chipping dan delamination,” katanya. “Ini adalah bagian dari alasan mengapa tooling veined PCD seringkali disukai untuk bahan ini, terutama di industri penerbangan tetapi juga dengan otomotif dalam beberapa hal. Anda mendapatkan ketahanan aus ekstrim dari PCD bersama dengan opsi geometri yang lebih fleksibel, yang membantu menghilangkan beberapa masalah yang dihadapi saat memroses komposit serta beberapa legasi aluminium.”

Langkah apa yang Anda ambil untuk mempercepat kemampuan produksi kendaraan listrik Anda? Bagikan pemikiran dan wawasan Anda di komentar di bawah.

Using the Best Tooling and Machining Strategies for Automotive Parts

As the electric vehicle (EV) boom accelerates, new materials are being used to manufacture vehicle components, presenting a machining challenge for automotive suppliers. Fortunately, there’s a cutting tool material up to the task: polycrystalline diamond, or PCD. What steps are you taking to accelerate your EV production capabilities? Take our poll to share your insights on this topic.

How are you managing to machine aluminum alloys?