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日产导入“回弹量预估” 提高铝合金冲压成形精度

http://www.newmaker.com 2007-7-2  日经BP社

为了对适合轻量化但回弹量较大的铝合金进行高精度冲压成形,模具制造之前的“预估”非常重要。日产汽车生产技术本部冲压技术部的久恒智彦在“模具技术人员会议2007”(2007年6月19~20日,大田区产业广场)上,谈了由冲压法形成复杂的三维铝合金车体的秘诀。日产在其中使用了模拟技术和以往积累的成形数据。

日产重视实现“具有魅力的造型”。其中作为车体材料该公司积极采用铝合金。铝合金比重小,是备受重视的轻量化理想材料。但在以前,铝合金材料的回弹量大,冲压加工难度大是铝合金需要突破的瓶颈。在冲压加工中,存在无法完美再现复杂三维形状的问题。该公司在2000年左右就发现此问题,最严重的是在2003年款“Skyline Coupe”的铝合金发动机罩中。

此前,由于没有能够正确测量冲压成型产品形状的方法,因此,掌握三维数据(期望的形状)与实际成形产品之间的误差(回弹发生量),以及为消除误差而进行的模具修正都是通过感觉和经验来进行的。不过,这种方法需要重复测试和修正错误的过程。

随着非接触式三维计测技术的发展,以2000年为界出现了能够使用高性能三维计测仪的环境,使预测回弹量成为可能。日产首先着手的是铝合金冲压成型产品回弹量的正确测量。由于能以此为基础修正模具,因而提高了模具修正效率。该公司把回弹量的测量作为“第一阶段”,持续到了2005年左右。并通过该项作业,构筑了回弹量数据库(DB)。

从2006年左右起,日产开始积极利用DB资产。这就是“第二阶段”。具体是利用统计的方法,从最初的测试开始,使用预估了回弹量的模具,使这一方法成为可能的是模拟技术的进步。

不过,回弹量的预估并不是简单化一的。这是因为“必须维持所设计的曲面起伏”(久恒)。曲面起伏是指高光的形态、曲率、凹凸衔接等。如果这些指标偏离原始数据,就会导致“曲面品质”下降,因此预估量需要考虑与曲面品质之间的平衡来确定。因此,需要把回弹量分解成多个独立成分,精细地确定每个部分的预估量。

转入第二阶段后,日产把在试制开始前确认设计师的意图,在此基础上讨论事前对策(确定预估)作为例行流程,并要求设计师在首次测试后,进行确认和定量评估。以防预估量的偏差导致设计构思无法贯彻。

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