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Service de fabrication de tôlerie est essentiellement une méthode de conception d'intégration qui repose sur les principes de la tôlerie DFM (Design for Metal Parts). Il résout les problèmes de coût élevé, de tolérances cumulées et de faible efficacité d'assemblage des outils de tôlerie multi-composants traditionnels, réduisant les coûts globaux de plus de 40 % tout en conservant une tolérance de base de 0,1 mm.
L'article, prenant comme point de départ les pratiques de production de masse de LS Manufacturing, présente les méthodes d'optimisation de neuf manières différentes pour permettre aux clients des secteurs médical, robotique et EV de réduire les coûts et d'améliorer l'efficacité.
Présentation des paramètres DFM du noyau de consolidation des pièces de tôlerie
| Dimensions d'optimisation | Seuils des paramètres critiques | Avantages de la réalisation des objectifs | Risques de défaillance |
| Taux d'achèvement du pliage en un seul jeu | ≥85 % | Réduction du temps d'une seule pièce de 35 % | Augmentation des coûts de gestion multi-processus de 40 % |
| Rapport distance entre le bord du trou et l'épaisseur de la plaque | ≥4T | Taux de déformation des trous <0,2 % | Trou s'étendant hors de la rondeur, désalignement de l'assemblage |
| Rayon intérieur de courbure d'orientation parallèle des cristaux | ≥2.0T | Taux de microfissuration 0 | Fissures capillaires sur le côté extérieur du virage, rupture par fatigue |
| Tolérance de la fonction d'accouplement du noyau | ±0,1 mm | Taux de réussite à l'assemblage 99,8 % | Une contrainte excessive entraîne une augmentation du taux de rebut |
Points clés à retenir
- La principale approche pour l'intégration de pièces consiste à éviter de créer un espace d'interférence entre les matrices supérieure et inférieure de la machine à cintrer. Le taux de finition d'un seul set doit être supérieur à 85 % au moins.
- Les lignes de pliage et les positions des trous des ordres supérieurs doivent suivre entièrement la limite 4T. Si la valeur est inférieure à 3T, alors une rainure de déchirure asymétrique (Bend Relief) doit être obligatoirement ajoutée.
- Pour la fusion d'équipements médicaux avec des parties du corps EV, la zone de tolérance pour les caractéristiques irrégulières principales est supposée être de 0,1 mm tandis que les autres caractéristiques pourraient être assouplies en raison de ceci.
Pourquoi faire confiance au service de fabrication de tôles de LS Manufacturing pour réaliser des réductions de coûts grâce à la consolidation des pièces ?
Les fournisseurs de services de tôlerie dotés de capacités de conception pour la fabrication (DFM) tout au long du flux de travail sont en mesure de réduire les risques potentiels liés aux processus tout au long de la phase de conception, ce qui signifie qu'ils peuvent contribuer à garantir que l'intégration des composants entraînera de réelles réductions de coûts plutôt que des augmentations de coûts. Sur la base de nos expériences avec les itérations de production en série d'un composant structurel pour un robot médical qui ont duré trois mois, un certain nombre de clients ont réalisé qu'après la fusion des pièces par eux-mêmes, le coût du processus augmentait de plus de 20 % en réalité. Pourquoi cela n'a-t-il pas été pris en compte les limites physiques de la flexion et les propriétés des matériaux.
ISO 13485:2016 exige que « le processus de formage des composants critiques des dispositifs médicaux soit vérifié et que le processus de production soit entièrement traçable. »
Pour nous conformer strictement à cette norme, nous proposons des rapports de vérification de l'ensemble du processus et des données du processus SPC pour chaque pièce en tôle personnalisée de qualité médicale afin de nous assurer que la production de masse est cohérente. Nous disposons de technologies de base, notamment la compensation de l'anisotropie des cristaux, la simulation du retour élastique par éléments finis et la surveillance entièrement automatisée du rivetage, qui nous permettent d'aider nos clients à trouver des opportunités de réduction des coûts pendant la phase de conception et d'empêcher toute reprise des processus en production de masse.
La maîtrise des processus matures d'intégration de tôlerie de qualité médicale est cruciale pour éviter les pièges de production. Vous pouvez soumettre vos dessins de pièces existantes etnotre équipe d'ingénierie fournira une conception gratuite pour l'évaluation du service de fabrication afin d'identifier rapidement les risques de conception et les opportunités de réduction des coûts.
Pourquoi l'analyse de pliage à configuration unique dicte la faisabilité de la consolidation des pièces de tôlerie ?
Le service de consolidation en plusieurs parties n'est réalisable que dans une certaine mesure en fonction des limites physiques du processus de pliage. Ici, la complexité du modèle 3D n’est pas une contrainte. En cas d'interférence entre le moule et la pièce lors du processus de pliage, le processus devra être divisé en plusieurs opérations de serrage. Cela augmentera considérablement la durée du cycle de production pour chaque unité.
Limites géométriques des interférences spatiales en flexion
Une fente pour outil standard et une boîte de pliage fermée d'une porte de pliage CNC ont un jeu fixe. En utilisant la matrice d'interférence de collision spatiale issue d'une simulation de pliage 3D, le rapport limite entre la hauteur de pliage et la longueur de la bride pour différentes épaisseurs de plaque peut être obtenu, qui sert de référence quantitative pour les schémas de consolidation de pièces en tôle et la géométrie de pliage de la fabrication de tôles. validation.
| Épaisseur de la plaque T (mm) | Largeur standard de la rainure en V (mm) | Hauteur de pliage maximale sûre (mm) | Bride minimale Longueur (mm) | Facteur d'évitement de sécurité |
| 1.0 | 8 | 40 | 4 | 1.2 |
| 1.5 | 12 | 60 | 6 | 1.2 |
| 2.0 | 16 | 80 | 8 | 1.3 |
| 3.0 | 24 | 120 | 12 | 1.3 |
Stratégie d'optimisation DFA à configuration unique
Lors de la planification de supports combinés, les ingénieurs peuvent indirectement libérer de l'espace d'échappement des outils grâce à ces méthodes, ce qui aidera à produire une formation unique d'outils combinés segmentés dans une configuration unique et en même temps garantir la stabilité du processus des pièces de tôlerie personnalisées tout en améliorant efficacité de configuration unique de la tôlerie :
- Angle de fuite de l'outil de réserve : Prévoir 3°-5° du côté de la structure fermée. Angle de dépouille pour fournir un espace supplémentaire pour soulever la matrice supérieure.
- Utilisation de fraises combinées avec segmentation : Utilisation de différentes longueurs de segments de matrice en fonction des caractéristiques de pliage pour éviter que les fraises longues n'interfèrent avec les brides latérales.
- Optimisation de la séquence de pliage : Décision de l'ordre de pliage à l'aide d'un logiciel de simulation, en pliant d'abord de grandes zones avant de traiter des caractéristiques locales plus petites.
Si vous voulez, cela revient à plier une boîte en carton, elle doit être pliée dans un ordre approprié avec un espace réservé pour les outils. Sinon, le bourrage à mi-chemin entraînerait des retouches qui non seulement font perdre du temps mais affectent également la précision du formage.
Figure 1 : Outil d'estampage progressif produisant des pièces de tôlerie aux fonctionnalités multiples.
Comment compenser le retour élastique non linéaire des matériaux dans un estampage de précision multi-fonctionnalités ?
L'une des principales étapes pour garantir la précision dimensionnelle des pièces intégrées multifonctionnelles consiste à suivre les directives DFM en tôle pour la compensation du retour élastique. En raison du fait qu'en réalité, la fusion des pièces entraîne une déformation irrégulière du matériau et un retour élastique non linéaire, l'absence d'une méthode de compensation précise permettra un espacement incontrôlé des trous d'assemblage.
Comportement de retour élastique différent de différents matériaux
L'acier inoxydable 304 et l'alliage d'aluminium 5052-H32 représentent deux des options les plus prédominantes pour les pièces en tôle personnalisées. La répartition des contraintes résiduelles dans un emboutissage multi-fonctions d'un matériau est très différente de l'autre. L'effet de contrainte combiné de la flexion et du découpage continu de pièces hautement intégrées entraîne une plus grande variabilité du retour élastique, ce qui rend la prévision du retour élastique dans la fabrication de tôlerie plus difficile.
| Qualité du matériau | Épaisseur de la feuille T (mm) | Largeur de rainure en V (mm) | Angle de retour élastique libre (°) | Déviation d'angle compensée (°) |
| Acier inoxydable 304 | 1.5 | 12 | 2,5-3,5 | ±0,2 |
| 5052-H32 | 1.5 | 12 | 1.0-2.0 | ±0,15 |
| Acier inoxydable 304 | 2.0 | 16 | 3.0-4.0 | ±0,25 |
| 5052-H32 | 2.0 | 16 | ±0,25 | ±0,2 |
Solution de mise en œuvre de la rémunération inversée FEA
Les fabricants de tôlerie expérimentés peuvent recourir à la méthode de simulation du retour élastique par éléments finis pour effectuer une compensation variable inverse entièrement par ordinateur pendant la phase de conception du moule. De cette manière, ils peuvent encore améliorer leur contrôle de la stabilité dimensionnelle de la fabrication de tôles. Voici les principales étapes :
- Ajustez l'ouverture de la rainure en V du moule inférieur : visez V≥6T, cela stabilise la région de déformation du matériau et réduit la plage de fluctuation du retour élastique.
- Importer un modèle constitutif de matériau : calibre les paramètres de précision de la simulation par éléments finis à l'aide des données réelles d'essai de traction de tôle.
- Correction inverse étape par étape : Attribue un angle de pliage à chaque étape de pliage pour compenser la perte d'angle après le retour élastique.
Pour faire simple, le retour élastique peut être comparé à un ressort étiré : plus la force est grande, plus la distance de retour élastique est grande. Nous déterminons au préalable l'ampleur du retour élastique et augmentons ainsi l'angle de courbure afin qu'après le retour élastique, la pièce atterrisse parfaitement à la position cible.
Figure 2 : Composants métalliques emboutis de précision aux multiples fonctionnalités avec des tolérances serrées.
Pourquoi les risques de fissuration dans la direction du grain augmentent lorsque vous forcez un pliage multidirectionnel complexe ?
Le cintrage multidirectionnel est largement utilisé dans la conception intégrée de pièces en tôle personnalisées, et ces pièces sont beaucoup plus sujettes à la fissuration cristallographique que les pièces à caractéristique unique. Lorsque la ligne de pliage est dans la même direction que la direction cristallographique de roulement, le glissement du réseau est bloqué et des fissures ou fractures de traction microscopiques sont très susceptibles de se produire sur le côté extérieur du pliage.
Effet limitant l'anisotropie cristallographique
La tôle laminée à froid possède un treillis métallique orienté dans le sens du laminage. La capacité de ductilité est la plus élevée lorsque le cintrage est réalisé dans le sens inverse du laminage, tandis que la ductilité est la plus faible lorsque le cintrage est réalisé dans le sens du laminage. Les pièces fusionnées présentent généralement des courbures multidirectionnelles à 90° les unes par rapport aux autres. Puisqu'il n'est pas possible de s'assurer que toutes les lignes de pliage sont perpendiculaires à la direction de laminage, le contrôle de la direction du grain dans la fabrication de la tôle est indispensable.
Un moyen efficace de microfissuration
En ce qui concerne le problème de fissuration le long du grain lors du pliage multidirectionnel, le service professionnel de fabrication de tôles est capable de fournir trois solutions d'optimisation de prévention des fissures matures, qui garantissent une fabrication de tôles de haute précision et peuvent être combinées selon les besoins :
- Placement décalé de 45° : L'ajustement de la ligne de pliage principale à un angle de 45° avec la direction du grain de roulement signifie que la ductilité est équilibrée dans chaque direction.
- Rayon de courbure intérieur plus grand : Dans les zones de courbure dans le sens des grains parallèles, le rayon de courbure intérieur est augmenté de force au-delà de 2,0 T.
- Recuit par points : Pour les zones de flexion très sollicitées, l'utilisation de paramètres de recuit par points spécifiques vise à diminuer la dureté du matériau.
En un mot, la direction du grain de la tôle agit comme le grain du bois, la flexion dans le sens du grain entraîne des fissures, tandis que la flexion perpendiculaire au grain offre une résistance plus élevée. L'augmentation du rayon des coins réduit la concentration des contraintes lorsque la flexion le long du fil ne peut être évitée.
L'orientation des cristaux est un détail de conception facilement négligé. Nous avons compilé un guide complet d’optimisation de l’orientation des cristaux de tôle. Vous pouvez nous contacter pour recevoir gratuitement le livre blanc sur les directives DFM en tôle afin d'éviter rapidement les risques de fissuration.
Figure 3 : Pièces de tôlerie complexes présentant des risques de fissuration dans le sens du grain.
Comment éviter la distorsion du matériau en appliquant la règle géométrique des 4T pour la proximité du trou à plier ?
Le principe fondamental de la conception pour les services de fabrication est de gérer les risques liés aux processus à l'avance, et le contrôle de la distance entre les trous et les lignes de pliage en est un aspect clé. Dans les conceptions fusionnées, les trous et les fentes sont souvent placés à proximité des lignes de pliage. Lorsque la distance au bord du trou est inférieure à 4T, la contrainte de traction par flexion peut provoquer une déformation importante des trous.
L'étendue quantitative de la zone de déformation par contrainte de flexion
Lors du pliage, la zone de déformation plastique de la tôle s'étend dans le plan, la plage étant d'environ 3 à 4 fois l'épaisseur de la tôle. Lorsque des trous ronds et des fentes carrées se trouvent dans cette zone, le flux de matériaux peut entraîner une distorsion géométrique des trous, ce qui constitue une situation de contrôle principale pour le déformation des trous de fabrication de tôle.
La formule unique de fabrication de rainures de déchirure asymétriques de LS Manufacturing est la suivante : largeur de rainure de déchirure = 0,8 T + 0,5 mm, avec une profondeur dépassant la tangente de flexion de 1,2T, cette conception peut résister à plus de 92 % de la transmission des contraintes de flexion et sécuriser fermement la précision de la position du trou des pièces en tôle personnalisées.
Solutions de correction pour les scénarios extrêmes
S'il est structurellement inévitable de placer les trous de montage dans la zone de 2,5 T, trois solutions de processus peuvent être utilisées pour garantir la précision de la position des trous de fabrication de la tôle :
- Modification de la séquence du processus : Décidez d'abord du pliage, puis du perçage secondaire au laser pour éliminer complètement l'effet de la déformation.
- Conception des rainures de déchirure : La contrainte le long de la ligne de pliage sera prédéfinie avec des rainures de déchirure, donc aucune transmission de contrainte à la position du trou n'aura lieu.
- Optimisation de la forme des trous : Modifiez les trous ronds en trous oblongs et conservez la tolérance de déformation pour respecter les exigences de tolérance de l'assemblage automatisé.
Cela peut s'expliquer par le fait de plier du papier et de percer un trou à côté du pli, le trou sera déformé après le pliage. Les options sont de plier d'abord, puis de percer le trou ou de créer une rainure de soulagement des contraintes sur le pli pour conserver la précision de la forme du trou. Cela s'ajoute à la méthode d'optimisation classique des directives DFM de tôlerie.
Pourquoi les rapports entre la longueur de la bride et la géométrie du poinçon doivent-ils être équilibrés pour éviter les défauts de glissement de la feuille ?
La capacité des fabricants de tôlerie professionnels à fabriquer des brides miniatures est la clé pour résoudre les limitations de formage de ces pièces, qui sont également conformes aux exigences des conceptions intégrées légères.
Dérivation mécanique de la longueur minimale de la bride
L'acte d'ouverture du moule à partir d'une rainure en V est le début de la dérivation de la formule de calcul pour la formation de bride en tôle limite de fabrication de tôle. Cette longueur minimale de bride doit être suffisamment longue pour couvrir les deux points d'appui de la rainure en V de la matrice inférieure pour un équilibre de couple stable. Avec une bride de bord composée de composants hautement intégrés tels que des effecteurs d'extrémité de robot, la pression du poinçon provoquera un déséquilibre de couple dû à la suspension de la tôle d'un côté, ce qui entraînera également un glissement.
Solution de formation de brides miniatures
Une conception experte pour le service de fabrication peut garantir un formage de brides miniatures stable grâce à l'optimisation du processus.
La solution clé se compose de trois points :
- Ajout de patins d'outillage : Ajout des patins de support sur le côté suspendu pour équilibrer les couples tout en appuyant vers le bas.
- Utilisation d'une matrice concave interne : Utilisation d'une matrice supérieure spéciale avec une structure concave interne pour augmenter la zone de contact de pression au niveau de la bride.
- Formage par pliage étape par étape : Commencez par pré-plier à un petit angle, puis appuyez progressivement jusqu'à l'angle cible pour réduire le glissement de la feuille.
D'une manière très simple, c'est comme presser une bande de papier à la main, si elle dépasse trop de la table, elle glissera certainement. Augmentez la marge ou ajoutez des supports pour fixer la bande de papier et obtenir des plis nets ainsi que garantir la précision du formage de la feuille personnalisée pièces métalliques.
Figure 4 : Gros plan d'une matrice d'emboutissage de tôle avec géométrie de bride et de poinçon.
Comment la mise en œuvre d'ourlets intégrés et de fixations PEM réduit-elle le travail sur les chaînes de montage automobile ?
L'objectif ultime de l'optimisation de l'assemblage de tôlerie est de supprimer complètement les fixations discrètes, voire les opérations d'assemblage secondaire. En fait, en concevant directement des pièces intégrées de curling des bords et d'auto-rivage sur la carte principale, les stations d'assemblage secondaires peuvent être essentiellement supprimées.
Gain de rigidité du sertissage intégré
Le sertissage dense à double couche est l'un des moyens de renforcement structurel que les services de consolidation en plusieurs parties utilisent principalement. Grâce au raidissement local de la tôle, cette méthode entraîne une rigidité locale améliorée sans augmentation de l'épaisseur du matériau et peut parfois remplacer les raidisseurs traditionnels. Les tests de charge dynamique indiquent que les structures serties peuvent avoir une durée de vie en fatigue plus de 30 % plus longue que les plaques plates pour la même épaisseur et peuvent également éliminer les bavures de bord de cette manière, rendant l'assemblage plus sûr.
Efficacité de l'assemblage de rivetage automatisé
Les principaux fabricants de tôlerie adoptent des processus de rivetage entièrement automatisés pour installer des fixations dans la fabrication de tôlerie avec une grande précision. Par rapport au soudage manuel conventionnel des écrous, le processus de rivetage automatisé présente de grands avantages en termes de vitesse, de régularité et même de gamme d'applications.
La norme IATF 16949:2016 stipule : "Les paramètres de force dans le processus de pressage des pièces automobiles doivent être surveillés à 100 % en ligne et enregistrés."
Pour se conformer à cette norme, notre poste de travail de rivetage entièrement automatisé est doté d'un système de surveillance du tonnage en temps réel. Les données de pressage de chaque pièce rivetée sont traçables, répondant parfaitement aux exigences de contrôle qualité de l'industrie automobile.
Les comparaisons clés sont les suivantes :
| Dimensions de comparaison | Processus de soudage manuel des écrous | Processus de rivetage PEM entièrement automatisé |
| Temps d'assemblage d'une seule station | 12 secondes/écrou | 2 secondes/écrou |
| Coût de main d'œuvre d'une seule pièce | 0,8 $ | 0,1 $ |
| Écart de cohérence du couple | ±15 % | ±3 % |
| Applicabilité aux plaques minces de 0,8 mm | Facilement soudé et déformé | Compatibilité stable |
| Taux de défauts de production par lots | 3 %-5 % | <0,1% |
Le contrôle automatisé du processus de rivetage implique avant tout de prendre en compte trois aspects critiques :
- La surveillance de la force de pressage est la première étape, qui consiste à obtenir des courbes de tonnage en temps réel et une alarme d'arrêt automatique si la valeur dépasse la limite.
- L'utilisation de poinçons différents pour les plaques très fines afin d'éviter l'écrasement de la plaque est l'une des adaptations de l'épaisseur des plaques.
- Chaque lot peut être échantillonné et leurs tests de rupture de couple peuvent être effectués pour garantir la solidité de leur connexion.
L'application de ce processus peut réduire le temps de cycle de la chaîne d'assemblage de véhicules à énergie nouvelle de 1 à 2 minutes, ce qui représente une amélioration substantielle de l'efficacité de la ligne de production.
L'intégration par ajustement serré peut réduire considérablement le temps d'assemblage et les coûts de main-d'œuvre. Vous pouvez fournir une liste de vos processus d'assemblage existants, et nous calculerons gratuitement le potentiel de réduction des coûts et le cycle de retour sur investissement pour l'optimisation de l'assemblage de tôlerie.
Pourquoi des tolérances linéaires trop contraignantes sur les caractéristiques non fonctionnelles consolidées font exploser les taux de rebut ?
L'attribution de tolérances raisonnables est l'un des principes fondamentaux des directives DFM de tôlerie. Une conception trop étroitement contrôlée entraîne non seulement une augmentation du coût des rebuts, mais également la grande partie entière peut devenir statiquement indéterminée, ce qui constitue un état de contrainte excessive. En fait, même une légère déformation peut entraîner la mise au rebut de la pièce entière si les tolérances locales précises sont toujours utilisées dans les grandes pièces après la fusion de plusieurs pièces indépendantes.
Autres mécanismes de conception par surcontrainte
Veuillez penser aux pièces en tôle personnalisées d'un châssis de robot de plus de 600 mm de long. Mais si les bords non fonctionnels utilisent toujours une tolérance extrême de 0,05 mm, alors les erreurs de compensation du trait de scie de découpe laser, les fluctuations du retour élastique en flexion et les contraintes thermiques environnementales se chevaucheront tous, ce qui rendra non seulement très difficile le contrôle du taux de rebut de fabrication de tôle, mais entraînera également un rendement très faible. Pourtant, de nombreux clients ne le savent pas et souhaitent simplement une « haute précision » et même resserrer les tolérances, ce qui augmente les coûts de fabrication.
Modèle d'optimisation pour les tolérances graduées
La conception professionnelle pour le service de fabrication adoptera la méthode scientifique de tolérance de fabrication de la tôle, définira la tolérance en fonction de l'importance de la fonction caractéristique et améliorera le rendement du processus tout en garantissant les performances de l'assemblage :
- Surfaces de contact du noyau : La tolérance doit être très strictement contrôlée dans une plage de ±0,1 mm pour garantir la précision de l'alignement de l'assemblage.
- Brides de flexion ordinaires : La tolérance doit être un peu plus relâchée à ±0,3 mm pour libérer les contraintes de déformation du matériau.
- Bords d'apparence non fonctionnels : La tolérance doit être assouplie encore plus à ±0,5 mm, améliorant ainsi réellement le rendement du processus.
En termes simples, c'est comme la rénovation d'une maison où seules les positions d'installation exactes des prisesles conduites d'eau doivent être assurées, et la planéité mineure des murs ne doit pas être précise au millimètre près sinon les coûts de construction doubleront et il y aura beaucoup de retouches.
Étude de cas : Optimisation des composants du châssis d'un robot médical LS Manufacturing via un service automatisé de consolidation de plusieurs pièces
Le service de consolidation en plusieurs parties peut réduire considérablement les coûts, principalement pour les composants structurels complexes et précis. Le prochain projet de châssis de robot médical sert d'exemple de cas de vérification de production de masse.
Dilemme du client
Le châssis principal d'un fabricant de robots chirurgicaux leader mondial a été initialement conçu à l'aide de 14 composants de fines tôles d'acier qui étaient ajustées les unes aux autres et reliées par soudage à l'arc sous argon et en acier inoxydable. vis autotaraudeuses. La ligne de soudure de 1,2 mètre a provoqué une distorsion importante due à la chaleur, rendant la tolérance totale de l'assemblage à 2,5 mm et c'est pourquoi l'installation de l'arbre d'entraînement du servomoteur est devenue presque impossible. La chaîne de montage a nécessité trois techniciens hautement qualifiés pour aligner un seul ensemble en 45 minutes, ce qui signifie qu'une extension de capacité n'a pas été possible. Les coûts de main d'œuvre et d'entretien des postes de soudage étaient également très élevés.
Solution de fabrication LS
En tant que fabricant de tôlerie, nos cadres supérieurs, après collaboration, ont utilisé l'analyse par éléments finis pour reconstruire la topologie, combinant complètement 14 pièces distinctes en une seule carte mère de précision hautement intégrée.
Les principales actions d'optimisation étaient les quatre points suivants :
- Optimisation de la topologie structurelle : En utilisant l'analyse FEA pour repenser le chemin du flux de force, tous les supports discrets ont été fusionnés tout en garantissant la rigidité.
- Évitement des interférences de flexion : Utilisation de l'évitement de la distance du bord du trou 4T et de la conception asymétrique de la rainure de dégagement de flexion pour éviter toutes les interférences inférieures de la matrice.
- Intégration des fixations : Utilisation d'une matrice progressive multi-stations pour intégrer 22 écrous à pression PEM en une seule fois, éliminant ainsi le processus de soudage.
- Contrôle du retour élastique et de l'orientation des cristaux : Compensation du retour élastique en temps réel à l'aide de la découpe laser, augmentant le rayon à 2,0 T dans le parallèle région d'orientation cristalline.
Sur la base de notre expérience pratique dans ce projet, des modifications dans le processus de pliage à elles seules pourraient entraîner une réduction du temps de travail de pliage de 28 %.
Résultats et valeur
Ce projet a pleinement validé la valeur fondamentale du service professionnel de fabrication de tôlerie dans l'intégration de pièces. La comparaison des paramètres principaux avant et après l'optimisation est la suivante :
| Dimensions de comparaison | Avant l'optimisation | Après optimisation |
| Nombre total de pièces | 14 assemblages discrets de tôles d'acier laminées à froid | 1 carte mère de précision intégrée |
| Processus de production de base | Soudage à l'arc sous argon, meulage, assemblage manuel par vis | Formage à simple cintrage + rivetage automatique, éliminant les processus de soudage et de meulage |
| Tolérance de déplacement cumulatif de l'assemblage | ±2,5 mm | ±0,15 mm |
| Temps d'assemblage par ensemble | 3 techniciens, 45 minutes | 2 minutes |
| Coûts d'exploitation des matériaux et des stocks | Coût de base | 42 % de réduction |
| Premier lot de 5 000 ensembles de rendement | Reprises et rebuts dus à la déformation thermique | Zéro panne et rebut |
La viabilité économique de l'intégration de pièces repose sur la formule critique : (Augmentation du temps de pliage par pièce, taux de coût de la machine) < (Coût d'outillage et de montage/volume d'achat annuel + coût de main-d'œuvre d'assemblage par pièce). Une fois ce scénario réalisé, même la production en petits lots aura un aspect de réduction des coûts. Ce projet répond totalement à cette condition et obtient ainsi une grande optimisation des coûts.
La même solution d'intégration de châssis de robot médical a terminé la vérification de la production de masse. Vous pouvez télécharger les dessins du produit et la quantité d'achat annuelle, et nous personnaliserons une solution exclusive de service de consolidation en plusieurs parties et vous fournirons un devis précis.
Pourquoi choisir LS Manufacturing garantit votre rendement de production de pièces en tôle personnalisées ?
LS Manufacturing n'est pas seulement un fabricant lorsque vous le choisissez comme fournisseur de tôlerie personnalisée. Au lieu de cela, vous bénéficierez d'un partenaire d'ingénierie complet hautement qualifié dans la compensation de l'anisotropie des cristaux, la simulation du retour élastique par éléments finis et les technologies de surveillance du rivetage entièrement automatisées.
Contrôle de pliage à cinq axes entièrement automatisé
En tant que fabricant professionnel de fabrication de tôle, nous disposons d'un centre de pliage CNC à cinq axes de précision, qui garantit une précision de pliage extrême pour la fabrication de tôle. Notre taux de réussite de serrage à jeu unique pour le pliage spatial complexe à plusieurs niveaux est supérieur à 95 %, réduisant ainsi considérablement les reprises de processus et les interventions manuelles.
Surveillance automatique du rivetage pour feuilles ultra-minces
Notre service de fabrication de tôle accorde une grande importance aux systèmes de qualité internationaux IATF 16949 et ISO 9001, afin de garantir un système d'd'assurance qualité de fabrication de tôle robuste. Notre ligne d'estampage continu est équipée de capteurs de pression entièrement automatisés, ce qui garantit un taux de réussite de résistance au couple de 100 % pour les écrous à riveter PEM sur des tôles ultra fines d'aluminium et d'acier inoxydable de 0,8 mm.
Audit DFM approfondi de réponse dans les 24 heures
Nous garantissons d'effectuer un examen professionnel de la conception de la fabrication de tôles dans les 24 heures suivant la réception des dessins pour les demandes de services de consolidation en plusieurs parties et l'envoi d'un rapport d'évaluation DFM dédié, qui comprend une simulation de collision dans l'espace complet, une prévision du taux d'étirage et d'amincissement, ainsi que des limites de relaxation de tolérance graduées.
Verrouillages SPC en ligne dans les tolérances principales
L'atelier de production est équipé d'un système de surveillance du processus de fabrication de tôle qui fonctionne en temps réel. Ce système utilise des méthodes de contrôle statistique des processus pour verrouiller étroitement les tolérances géométriques des caractéristiques d'accouplement des composants principaux à moins de 0,1 mm, éliminant ainsi complètement les risques de reprise, de mauvais alignement et d'inventaire obsolète sur les chaînes d'assemblage pour les clients du secteur médical et des nouvelles énergies.
FAQ
Q1 : Pourquoi est-il important pour les OEM d'équipements médicaux cliniques de prêter attention à l'optimisation des assemblages de tôlerie dès les premières étapes de conception ?
De petits changements lors de l'optimisation initiale peuvent permettre d'économiser beaucoup d'argent sur les modifications ultérieures des outils. Les services de consolidation de plusieurs pièces qui combinent des pièces soudées discrètes en une seule unité peuvent contrôler étroitement les tolérances cumulées à ±0,1 mm et également empêcher le desserrage des vis dû aux micro-vibrations à long terme dans les équipements médicaux.
Q2 : Quelle est la valeur absolue maximale du rayon de courbure interne pour éviter les fissures capillaires dans la production de tôlerie sur mesure ?
Les tôles d'aluminium et d'acier inoxydable courantes doivent avoir un rayon de courbure interne d'au moins 1,0 fois l'épaisseur du matériau. Les pièces sont fusionnées via un estampage multidirectionnel. Si la ligne de courbure est parallèle à la direction du cristal de roulement, elle doit être augmentée à 1,5T-2,0T et utilisée avec un angle R de matrice dédié, pour éviter les microfissures.
Q3 : Quelle est la distance minimale entre la découpe laser et la ligne de pliage effective selon les directives DFM de la tôle ?
La norme industrielle stricte est une règle 4T, où la distance entre le bord du trou et le point tangent de flexion doit être au moins quatre fois l'épaisseur de la plaque. Cette exigence peut être assouplie à 5T pour les très grandes fentes de ventilation allongées. Les rainures de déchirure d'isolation contre les contraintes aident à planifier à l'avance l'espace limite de 2,5 T.
Q4 : Quelle est la raison pour laquelle les fabricants de robots logistiques se retrouvent avec des numéros de pièces extrêmement élevés s'ils décident d'ignorer la conception pour le service de fabrication ?
Un nombre excessif de variations de pièces dans la chaîne d'approvisionnement va avoir un effet coup de fouet, ce qui signifie allonger la nomenclature, l'examen des achats et les coûts de détention des stocks également. Là encore, les joints soudés ont un risque plus élevé de rupture par fatigue lorsque le robot est soumis à une accélération dynamique élevée, une conception intégrée en une seule pièce a une rigidité structurelle plus élevée.
Q5 : Les fabricants de tôlerie professionnels sont-ils en mesure de donner une finition à des pièces à géométrie complexe sans recuit local secondaire ?
Les conceptions de pliage multidimensionnelles qui maintiennent l'angle de formage au-dessus de 90° et utilisent des rainures en V segmentées pour éviter efficacement les interférences peuvent toujours aboutir à un formage à pince unique sur une presse CNC entièrement automatisée de LS Manufacturing, car cela élimine le coûteux processus de recuit secondaire.
Q6 : Comment LS Manufacturing est-il en mesure de garantir la précision du traitement lorsqu'il s'agit d'emboutissage de matériaux ultra-fins pour les boîtiers électroniques des véhicules électriques ?
Notre usine entièrement automatisée est équipée de capteurs de tonnage très précis et d'un système de mesure en boucle fermée à retour élastique. Lorsque les fixations PEM sont estampées et ajustées en continu, le système continue de vérifier les fluctuations de l'épaisseur du matériau en temps réel et effectue des ajustements dynamiques de la course du poinçon en fonction de la stabilité de chaque lot de pièces structurelles.
Q7 : Dans les projets de production en petits lots, quels sont les principaux paramètres à prendre en compte pour déterminer la faisabilité économique de l'intégration en plusieurs parties ?
L'élément principal est de vérifier si l'augmentation du temps de découpe laser et de pliage par pièce est très faible par rapport à la somme des coûts de développement d'outillage et d'assemblage manuel. Pour simplifier, le pliage en plusieurs étapes effectué en une seule opération, même pour un petit lot de 100 ensembles, se traduit par un coût global présentant un net avantage concurrentiel.
Q8 : Comment les responsables des achats peuvent-ils évaluer la réduction des coûts d'amortissement des outils grâce à votre service de consolidation multi-pièces ?
En consolidant plusieurs petits supports en une seule carte principale, l'argent dépensé en capital pour plusieurs outils de moulage séparés n'est plus nécessaire. Un seul moule composite doit être conservé, ce qui diminue les coûts d'amortissement de plus de 60 %. Vous pouvez soumettre vos dessins et recevoir le prix exact.
Résumé
La fusion de pièces de tôlerie ne consiste pas simplement à effectuer aveuglément des fusions booléennes sur des groupes de pièces dans un logiciel 3D. Il s'agit d'analyser en profondeur les changements physiques et quantitatifs à travers des méthodes telles que la vérification de l'interférence de l'espace de courbure, la prise en compte du durcissement par retour élastique du matériau, la fissuration de l'orientation des cristaux, la surcontrainte de tolérance, etc. Le strict respect de la ligne rouge d'espacement des trous 4T, l'assouplissement progressif des tolérances des caractéristiques non critiques et le remplacement du soudage à haute contrainte thermique par le soudage automatique. le rivetage et le laminage des bords à haute résistance - tout cela permettra aux directeurs de R&D et d'ingénierie de réduire considérablement les coûts tout en maintenant, voire en améliorant la rigidité structurelle en fatigue. Sous la pression de cycles de livraison plus rapides et d'une concurrence mondiale plus intense dans les appels d'offres, vous n'avez pas besoin d'essayer désespérément de trouver les limites de la réduction des coûts de tôlerie dans vos anciennes feuilles de calcul.
téléchargez simplement vos dessins de conception 3D au format STP/STEP/IGS, ainsi que votre volume d'achat annuel estimé, sur notre serveur sécurisé. Notre équipe senior d'experts en ingénierie vous fournira un rapport DFM personnalisé dans les 24 heures, qui comprendra une simulation de collision par flexion spatiale, des données de compensation du retour élastique et des solutions d'optimisation de tolérance graduelle. De plus, ils établiront pour vous le devis de fabrication tout compris le plus compétitif.
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Équipe de fabrication LS
LS Manufacturing est une entreprise leader du secteur. Concentrez-vous sur les solutions de fabrication personnalisées. Nous avons plus de 15 ans d'expérience avec plus de 5 000 clients et nous nous concentrons sur l'usinage CNC de haute précision, la fabrication de tôle, la 3D. impression, moulage par injection. Estampage des métaux et autres services de fabrication à guichet unique.
Notre usine est équipée de plus de 100 centres d'usinage 5 axes de pointe, certifiés ISO 9001 : 2015. Nous fournissons des solutions de fabrication rapides, efficaces et de haute qualité à des clients dans plus de 150 pays à travers le monde. Qu'il s'agisse d'une production en petit volume ou d'une personnalisation à grande échelle, nous pouvons répondre à vos besoins avec la livraison la plus rapide dans les 24 heures. choisissez LS Fabrication. Cela signifie efficacité, qualité et professionnalisme dans la sélection.
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