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面對日益嚴峻的環境污染問題,綠色環保、節能減碳成為世界各國企業相當關注與重視的議題,面對汽車產業的發展趨勢,汽車輕量化成為目前的發展趨勢。車身輕量化產生的效益有很多,比如:提升燃油效率、降低排放污染、增強加速性能、提升制動性能、提升零件壽命、減少噪音和震動、減小慣量,提高碰撞安全性、提升了產品特色…等等。相較於超高強度鋼板、碳纖維複合材料,鋁合金材料在成本、製造技術、機械性能、可持續發展等方面綜合性能更好,因此鋁合金是現在及將來汽車工業中的首選輕金屬材料,如何應對鋁合金車身鈑金件,提升產品良率、精度、產能是重中之重。
鋁合金板料不僅強度高,控制難,表面易損傷,成本也高,故如何在保證良率的前提下提升生產線產能非常重要。
相較於傳統汽車鈑金線,鋁板高速線技術難點有如下幾點:
有鑑於此,金豐作為整體解決方案的總包商,對生產線做了全新的升級,譬如:生產線規劃首先,我們採用雙排氣刀分張,配合機械式棘爪,輔助全自動側擋裝置,有效解決鋁板分張難題,而且板料傳輸採用真空吸附皮帶,輔助全自動光學對中,有效解決鋁板跑偏問題;生產線中間部分,我們採用沖壓專用同步連動技術,以連續代替斷續生產,降低沖壓線速度,結合多連桿拉伸曲線,有效控制鋁板回彈,而且目前高速線採用全球最先進的單臂傳輸技術,延長了模具導路,可以有效提升合模精度;最後部分,在滿足節拍的前提下,簡化優化了下料設備,有效控制了生產線成本,配合自動裝框,提升自動化效率。
在新能源造車新勢力中,我們已將相關技術導入應用在中國幾家先進企業中,鋁板最高生產節拍達到15次/分鐘。
面對日益嚴峻的石油能源問題,實現碳中和願景,全球各國已規劃持續禁售燃油車,混合動力電動汽車(HEV)、純電動汽車(BEV)、燃料電池電動汽車(FCEV)等新能源汽車已成為目前的發展趨勢,動力電池的裝機量也是逐年攀升。動力電池中與沖壓相關的是電池結構件,譬如方殼、圓殼、蓋板、蓋帽、防爆片、極柱、連接件等等,產品類別較多,機型和噸位跨度都比較大,而目前技術要求較高的是殼體、蓋板和防爆片,對精度和設備穩定性要求很高,前期用日本進口的設備,目前逐步用國產化設備來替代。
方殼以鋁殼居多,材料Al3003-H14,屈服強度大於140MPa,所需的力不大,但工作能量消耗較多,運行時容易卡模。而圓殼有分預鍍鎳鋼殼、後鍍鎳鋼殼和鋁合金三種, 材料成本有別,力學性能也有差異,對設備選擇也會不同,從18650到21700,再到4680,產品尺寸越來越大,噸位需求也越來越大。不管是方殼還是圓殼,其模具都較特殊,多為分體拆裝結構,在多工序深抽的過程中,對控制材料流動的難度較高,而某些高筒方殼,深抽高度甚至到300mm,產品成型困難,特別是殼體高度越高行程越長,PITCH越大台面越大,導致精度控制難度增加,無法適應產能提速,效率受限。除了殼體,蓋板沖壓也存在技術難點,譬如做3003極簡蓋板,在深抽後容易反彈,普通的曲柄式沖壓無法兼顧良率和效率,故需要採用帶保壓曲線的肘節式高精密沖床。不管是殼體還是蓋板,在效率提升的背景下,設備SPM要求越來越快,導致模具容易發熱,產品易粘模、沾粘鋁屑,不僅需要即時的冷卻水,更需要大量的拉深油,導致現場油污較重。目前針對上述情況,金豐基於使用者要求,在金豐技術團隊的支援下,開發了一系列電池殼以及蓋板的專用沖床。不僅如此,金豐還可以給最終用戶提供模具的偏載分析,通過專用軟體,輸出資料分析報告。
在動力電池結構件廠家中,我們已將相關技術導入應用在中國知名相關企業生產線中。並與龍頭企業寧德時代技術合作,持續研發未來新型設備。