Was sind die Anwendungen der CNC-Bearbeitung in der Automobilindustrie?

Autos gibt es in irgendeiner Form seit dem 19. Jahrhundert. Ihre Einführung veränderte die Zivilisation, indem sie großen Teilen der Bevölkerung einen schnellen persönlichen Transport ermöglichte, neue Arbeitskräfte schuf und einen neuen Aspekt der Populärkultur einführte.

Die Automobilindustrie ist mittlerweile überall vorhanden. Obwohl die USA zu Beginn des 20. Jahrhunderts die Automobilproduktion dominierten, werden Autos heute weltweit in großem Umfang produziert, wobei China derzeit der weltweit führende Hersteller von Straßenfahrzeugen ist. Allein im Jahr 2018 wurden weltweit 81,5 Millionen Autos verkauft.

In den anderthalb Jahrhunderten seit den ersten Autos haben sich die Herstellungsprozesse in der Automobilindustrie erheblich verändert. Als die Massenproduktion von Autos begann, etwa als Ford das legendäre Model T vorstellte, wurde die meiste Montagearbeit von Hand erledigt.

Seit den 1960er Jahren sind Roboter jedoch alltäglich geworden und führen Schweißen und Montieren in einem viel kürzeren Zeitrahmen durch, als dies nur mit menschlichen Händen möglich wäre.

Für bestimmte Automobilteile dient der Prozess der CNC-Bearbeitung, bei dem Aufgaben wie Bohren und Bohren computergesteuert und automatisiert ausgeführt werden, jetzt als günstige Option sowohl für das Prototyping als auch für die Produktion. Das Fräsen von Autoteilen ist ebenso weit verbreitet wie praktisch, und viele Automobilzulieferketten sind von OEMs abhängig, die CNC-Bearbeitungsdienste anbieten.

CNC-Maschinen wandeln eine digitale Datei in eine Sequenz von Computeranweisungen um, die an ein motorisiertes Werkzeug wie eine Bohrmaschine, eine Drehmaschine oder eine Fräsmaschine gesendet werden. Die Werkzeugmaschine verwandelt einen Materialblock (das Werkstück) in ein fertiges Produkt, indem sie es an den entsprechenden Stellen schneidet, und kann eine viel größere Genauigkeit bieten als die herkömmliche Teilebearbeitung.

Welche Autoteile werden mit CNC-Bearbeitung hergestellt?

Motoren

CNC-Bearbeitung (einschließlich CNC-Fräsen, CNC-Drehen, Drahterodieren und andere Prozesse) kann verwendet werden, um mehrere wichtige Komponenten des Verbrennungsmotors eines Autos herzustellen. Beispielsweise kann ein großer Block aus einer Aluminiumlegierung zu einem Motorblock (oder Zylinderblock) verarbeitet werden, der Metallstruktur, die die Zylinder eines Motors umfasst, in denen sich bewegliche Kolben auf und ab bewegen.

Obwohl das Programmieren der CNC-Maschine ein zeitaufwändiger Prozess ist, der ein hohes Maß an Geschick erfordert, kann die Maschine, wenn sie einmal vorbereitet ist, ihre Anweisungen ohne fremde Hilfe ausführen. Das bedeutet, dass mehrere Motorblöcke nacheinander bearbeitet werden können, ohne dass der Arbeitsaufwand erheblich zunimmt.

Zylinderköpfe, Autoteile, die die Zylinder oberhalb des Zylinderblocks umschließen, werden ebenfalls häufig mit CNC-Bearbeitungstechniken hergestellt.

Beleuchtung

Die Bearbeitung von Aluminium ist eine der wichtigsten Anwendungen der CNC-Technologie in der Automobilindustrie, aber Materialien wie Acrylglas oder Poly(methylmethacrylat) (PMMA) können verwendet werden, um andere wichtige Komponenten herzustellen.

Durch die Bearbeitung von PMMA können Hersteller Beleuchtung für ein Fahrzeug herstellen, einschließlich der Scheinwerfer und der Innenbeleuchtung. Obwohl diese Acrylteile nach der CNC-Bearbeitung geschliffen und poliert werden müssen, ist der gesamte Prozess immer noch relativ schnell, sodass Autohersteller Prototypen für neue Leuchten für ihre Autos erstellen können.

PMMA wird allgemein als bruchsichere Alternative zu Glas verwendet und kann zu Fenstern, transparenten Schilden, Aquarien und anderen Objekten verarbeitet werden.

Andere Teile

Die Automobilbearbeitung kann mehrere andere Autoteile herstellen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Aufhängungskomponenten, Auspuffteile, Vergasergehäuse, Fluidsystemkomponenten, Buchsen und Ventilhalter. Die Fertigungstechnologie ist auch besonders nützlich für die kundenspezifische Anpassung von Fahrzeugen und ihren spezifischen Autoteilen, da CAD die schnelle Änderung von Teiledesigns und die Herstellung von kundenspezifischen Teilen ermöglicht.

Vorteile der CNC-Bearbeitung in der Automobilindustrie

Geschwindigkeit

Einer der wichtigsten Vorteile der CNC-Bearbeitung von Autoteilen gegenüber der konventionellen Bearbeitung ist die Geschwindigkeit, mit besonders kurzen Vorlaufzeiten bei der Kleinserienfertigung. Da die Bearbeitung automatisch von einem Computer durchgeführt wird, müssen keine menschlichen Einschränkungen wie Ermüdung in den Prozess einkalkuliert werden. Die Geschwindigkeitsvorteile von CNC werden besonders deutlich, wenn große Stückzahlen eines Teils produziert werden, da die Computeranweisungen so oft wie nötig wiederholt werden können.

Die herkömmliche Bearbeitung kann jedoch in bestimmten Fällen schneller sein, beispielsweise wenn nur eine einzelne Einheit des Objekts hergestellt werden muss. In diesen Fällen kann die Zeit, die zum Erstellen der Computeranweisungen benötigt wird, die Zeit übersteigen, die für die manuelle Bearbeitung eines einzelnen Teils erforderlich wäre.

Genauigkeit und Präzision

Ein weiterer Grund, warum Automobilhersteller die CNC-Bearbeitung bevorzugen, ist die Genauigkeit und hohe Präzision des Prozesses. Die digitale und autonome Natur des Prozesses lässt kaum Fehlermöglichkeiten zu, während feinste Präzisions-CNC-Bearbeitungseinstellungen Toleranzen von ±0,001″ bieten können. Verständlicherweise fordert die Automobilindustrie oft solche engen Toleranzen, da die Fehlfunktion eines Motors oder einer anderen kritischen Komponente schwerwiegende Folgen für den Endverbraucher haben könnte. Die Präzisionsbearbeitung von Automobilkomponenten ist häufig für die Produktion von Metallteilen für den Endverbrauch erforderlich, obwohl für Prototyp-CNC-Teile lockerere Toleranzen verwendet werden können.

Wiederholbarkeit

Da derselbe CNC-Bearbeitungsauftrag mehrmals wiederholt werden kann, ohne dass Abweichungen zwischen den Teilen auftreten, ist die Technologie besonders nützlich, wenn ein Hersteller große Mengen einer einzelnen Komponente produzieren muss. Und in einer Branche, in der 81,5 Millionen Autos pro Jahr hergestellt und verkauft werden, ist die Nachfrage nach großen Stückzahlen (mit durchgehend strenger Qualitätskontrolle) alltäglich.

Glücklicherweise ist die CNC-Bearbeitung bei größeren Stückzahlen kostengünstiger, da die eigentliche Bearbeitung des Produkts weniger arbeitsintensiv ist als die Vorbereitungsphase, die die digitale Konstruktion des Bauteils, die Vorbereitung des G-Codes und die Auswahl der Materialien umfasst.

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