Autos oder Automobile gibt es seit dem 19. Jahrhundert. Ihre Ankunft veränderte den Lauf der Zivilisation, indem sie großen Teilen der Bevölkerung schnelle persönliche Beförderung ermöglichte, eine neue arbeitende Bevölkerung hervorbrachte und eine neue Facette der Populärkultur einleitete.
Die Industrie der Automobilherstellung ist derzeit geografisch weit verbreitet. Die Vereinigten Staaten von Amerika waren zu Beginn des 20. Jahrhunderts der dominierende Akteur bei der Herstellung von Automobilen. Heutzutage werden Autos jedoch in großem Umfang auf der ganzen Welt hergestellt. Beispielsweise ist China derzeit der größte Straßenfahrzeughersteller der Welt. In nur einem Jahr, 2018, wurden international 81,5 Millionen Autos verkauft.
Die Methoden zur Herstellung von Automobilen haben in den anderthalb Jahrhunderten seit der Erfindung des ersten Autos eine enorme Entwicklung erfahren. Als die Massenproduktion von Fahrzeugen begann, etwa als Ford das legendäre Modell T herstellte, wurde der größte Teil der Montagearbeiten von Hand ausgeführt.
Seit den 1960er Jahren erfreuen sich Roboter jedoch immer größerer Beliebtheit. Diese Maschinen können Aufgaben wie Schweißen und Zusammenbauen in weitaus kürzerer Zeit erledigen, als dies nur mit menschlichen Händen möglich wäre.
Die Technik der CNC-Bearbeitung, bei der Tätigkeiten wie Bohren und Bohren mit Computern und Automatisierung ausgeführt werden, dient derzeit als praktikable Wahl für die Prototypenherstellung und Produktion spezifischer Automobilkomponenten. Bei diesem Verfahren werden Aufgaben wie Bohren und Bohren ausgeführt. Das Fräsen von Automobilteilen ist ebenso verbreitet wie nützlich, und viele Automobilzulieferketten verlassen sich auf OEMs (Original Equipment Manufacturers), die CNC-Bearbeitungsdienstleistungen anbieten.
CNC-Maschinen nehmen eine digitale Datei und wandeln sie in Computeranweisungen um. Diese Anweisungen werden dann an ein angetriebenes Werkzeug wie einen Bohrer, eine Drehmaschine oder eine Mühle gesendet. Der als Werkstück bezeichnete Materialblock wird mithilfe der Werkzeugmaschine in ein Endprodukt umgewandelt, das im Vergleich zu herkömmlichen Bearbeitungskomponenten ein viel höheres Maß an Präzision bieten kann.
Welche Autoteile werden mit CNC-Bearbeitung hergestellt?
Motoren
Mehrere wesentliche Komponenten des Verbrennungsmotors eines Autos können mit Hilfe der CNC-Bearbeitung hergestellt werden, die eine Vielzahl von Verfahren wie CNC-Fräsen, CNC-Drehen, Drahterodieren und andere umfasst. Beispielsweise kann ein massiver Block aus einer Aluminiumlegierung in einen Motorblock (auch Zylinderblock genannt) umgewandelt werden. Dabei handelt es sich um die Bezeichnung für das Metallgerüst, aus dem die Zylinder eines Motors bestehen und das es den beweglichen Kolben ermöglicht, ihre Position zu ändern.
Die Programmierung der CNC-Maschine nimmt viel Zeit in Anspruch und erfordert ein hohes Maß an Können. Ist die Maschine jedoch einmal programmiert, ist sie bereit, ihre Anweisungen ohne weitere Unterstützung auszuführen. Außerdem ermöglicht es die Bearbeitung zahlreicher Motorblöcke nacheinander ohne nennenswerten Mehraufwand.
Techniken der CNC-Bearbeitung werden häufig bei der Herstellung von Zylinderköpfen verwendet, die Fahrzeugkomponenten sind, die die über dem Zylinderblock angeordneten Zylinder umgeben.
Beleuchtung
Die Bearbeitung von Aluminium gehört zu den effektivsten Anwendungen der CNC-Technologie in der Automobilindustrie. Andere Schlüsselkomponenten können jedoch aus Materialien wie Acrylglas oder Polymethylmethacrylat, oft als PMMA bekannt, hergestellt werden.
Fertigungsunternehmen können durch die Bearbeitung von PMMA Beleuchtung für ein Auto erzeugen, wie z. B. seine Scheinwerfer und Innenbeleuchtung. Obwohl auf das CNC-Fräsen dieser Acrylkomponenten Schleifen und Polieren folgt, ist der Prozess immer noch ziemlich schnell, sodass Automobilhersteller schnell Prototypen neuer Leuchten für ihre Fahrzeuge erstellen können.
PMMA ist ein vielseitiges Material, das zu verschiedenen Gegenständen verarbeitet wird, darunter Fenster, transparente Schilde, Aquarien und andere Behälter. Es wird oft als bruchsicherer Ersatz für Glas verwendet.
Andere Komponenten
Die maschinelle Bearbeitung für die Automobilindustrie kann eine Vielzahl zusätzlicher Automobilteile produzieren, wie unter anderem Buchsen, Ventilhalter, Komponenten für das Fluidsystem, Vergasergehäuse sowie Aufhängungs- und Auspuffelemente.
Da Computer Aided Design (CAD) es ermöglicht, Teiledesigns schnell zu ändern und kundenspezifische Teile herzustellen, ist die Fertigungstechnologie auch besonders hilfreich für die kundenspezifische Anpassung von Fahrzeugen und deren speziellen Autoteilen. Dies gilt insbesondere für den Prozess der Individualisierung eines gesamten Fahrzeugs.
CNC-Bearbeitung in der Automobilindustrie: Vorteile
Geschwindigkeit
Geschwindigkeit scheint einer der Hauptvorteile des CNC-Fräsens von Automobilteilen gegenüber dem traditionellen Schneiden zu sein. Da anstelle eines Menschen ein Computer für die Bearbeitung zuständig ist, müssen dabei keine menschlichen Grenzen wie etwa Müdigkeit berücksichtigt werden. Bei der Herstellung großer Mengen eines Produkts werden die Geschwindigkeitsvorteile von CNC jedoch sehr deutlich. Die Computeranweisungen können so oft wie erforderlich wiederholt werden, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.
Andererseits kann die herkömmliche Bearbeitung unter bestimmten Umständen effizienter sein, z. B. wenn nur eine einzige Einheit des Artikels hergestellt werden muss. In solchen Situationen kann der Zeitaufwand für die Entwicklung der Computeranweisungen länger sein als der Zeitaufwand für die manuelle Herstellung einer einzelnen Komponente.
Genauigkeit und Präzision
Die Genauigkeit und hohe Präzision, die mit der CNC-Bearbeitung erreicht werden können, ist ein weiterer Grund, warum Automobilhersteller das Verfahren bevorzugen. Aufgrund der digitalen und automatisierten Natur des Prozesses ist die Wahrscheinlichkeit von Ungenauigkeiten gering, und die genauesten Einstellungen für die CNC-Bearbeitungsgenauigkeit können Toleranzen von 0,001 Zoll erzeugen.
Da ein fehlerhafter Motor oder andere wichtige Komponenten erhebliche Auswirkungen auf den Endverbraucher haben können, verlangt die Automobilindustrie oft solch genaue Toleranzen, was angesichts der Natur der Branche durchaus verständlich ist. Auch wenn Prototypen von CNC-Teilen mit lockereren Toleranzen davonkommen, ist die Präzisionsbearbeitung von Automobilkomponenten oft notwendig, um Metallteile herzustellen, die im Endprodukt verwendet werden.
Wiederholbarkeit
Wenn ein Hersteller ein großes Volumen eines einzelnen Bauteils herstellen muss, ist die CNC-Bearbeitung besonders vorteilhaft, da dieselbe Aufgabe mehrmals ausgeführt werden kann, ohne dass es zu Abweichungen zwischen den Teilen kommt. Der Wunsch nach enormen Stückzahlen ist in einer Branche, die jährlich 81,5 Millionen Automobile produziert und verkauft, keine Seltenheit. Diese Forderung wird oft von strengen Qualitätskontrollen während des gesamten Produktionsprozesses begleitet.
Da die CNC-Bearbeitung weniger arbeitsintensiv ist als der Vorbereitungsschritt (Teiledesign, Erstellung des G-Codes und Materialauswahl), ist sie bei der Bewältigung größerer Stückzahlen wirtschaftlicher.
CNC-Bearbeitung Hersteller von Automobilteilen
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