Sådan fungerer metalskæring til biler

Plasmaskærere bruger en ioniseret strøm af gas til at skære metal, og de kan programmeres til at være ekstremt nøjagtige. Se flere billeder af elværktøj. © iStockphoto.com/Dainis Derics

Det oplyses, at den store kunstner Michelangelo har sagt: "Hver stenblok har en statue inde i det, og det er skulptørens opgave at opdage den."

Det er fint, hvis du skulpturer marmor med en mejsel, men hvad nu hvis det mesterværk, du arbejder på, er en bil? Eller en fabrik fuld af biler, alt sammen bygget primært af stål?

Stål er utroligt stærkt, men alligevel er det let nok til at bruge det som et af de vigtigste materialer i bilfremstilling. Men med et så hårdt stof, hvordan skærer du det i de utallige komplekse former, der kommer sammen for at danne en fungerende bil?

Der er faktisk flere trin i oprettelse af et færdigt autokarm eller chassis - installation af stykker som døre, emhætter og ramme-underenheder. Denne artikel vil fokusere på blot et af disse trin - at skære metallet inden det er færdigt og fastgjort til en bil.

Skæreværktøjer og teknikker beskrevet i de næste par sider bruges af leverandører til bilfremstillingsindustrien såvel som uafhængige fabrikationsbutikker. I stedet for en håndværker, der skærer metallet i hånden, placeres ofte de rå stykker på eller inde i en computermaskine, der kan skære og forme delen til nøjagtige målinger. Faktisk vil du opdage, at computere anvendes til alt fra skæring af metallegemer til bearbejdning af ramme og motordele.

Fortsæt med at læse for at lære om metalskæringsteknologier, der hjælper bilindustrien.

Automotive metalskæring bruger mange af de samme teknikker og teknologier som metalskæring til andre fabrikationsindustrier, såsom skibsbygning.

For små job i lavt omfang, der ikke kræver super-nøjagtig nøjagtighed - for eksempel den type metalskæring, der udføres i en bilentusiastens garage - kan værktøjet være så enkelt som håndbetjent skæresaks.

Men til job med større mængde, eller for dem i bilproduktion, der kræver meget præcise nedskæringer, bliver udstyret mere kompliceret. F.eks. Anvendes computerstyrede lasere, plasmaskærere og vandstråler ofte af flere årsager:

• De kan skære gennem masser af materiale hurtigt.
• Computerstyrede kontroller sikrer, at der er få fejl.
• Den større nøjagtighed hjælper med at skære ned på affald og reducerer derfor omkostningerne.

I den meget konkurrencedygtige bilfremstillingsindustri er leder af bilkomponenter altid på udkig efter værktøjer, der kan spare arbejdskraft uden at ofre kvalitet.

Her er nogle hurtige snapshots af, hvordan det præcise tunge skæreværktøj fungerer:

Lasere: Lasere fungerer godt til at skære pladestål op til 1,7 centimeter tyk og aluminium op til 1/3 tommer (0,9 centimeter) tykke. Lasere er mest effektive på materialer, der er fri for urenheder og uoverensstemmelser. Materialer af lavere kvalitet kan resultere i ujævn skæring eller sprøjtning af smeltet metal på laserlinsen.

Plasma: Plasma blæser en ioniseret gasstrøm forbi en negativt ladet elektrode inde i fakkeldysen. Metalet, der skal skæres, er i mellemtiden positivt ladet. Når gassen kommer i kontakt med metallet, skaber det et overophedet område mellem 20.000 og 50.000 grader Fahrenheit (11.093 og 27.760 grader Celsius), der skærer gennem metallet [kilde: Rupenthal og Burnham].

For at biler skal se ud og udføre deres bedste, skal deres metaldele skæres inden for meget smalle bånd med nøjagtighed, der kaldes tolerancer. Gå til næste side for at finde ud af om fremskridt, der forbedrer denne nøjagtighed.

En strøm af vand sprænger gennem en samling af stål, betonblok og polystyrenskum under en demonstration på University of Missouri-Rolla's High Pressure Waterjet Laboratory i Rolla, Mo. AP Photo / Kelley McCall

Produktion af biler er et konstant forbedringsspil - bilkøbere forventer mere forfining, ydeevne og sikkerhed fra nyere køretøjer, men alligevel ønsker de typisk ikke at betale meget mere for dem. At gøre køretøjer strukturelt stærkere, mere præcist bygget og stadig overkommelige midler betyder at omfatte teknologiske fremskridt som dem, der er beskrevet nedenfor:

EDM: Wire Electrical Discharge Machining eller EDM skærer gennem metaller ved at producere en kraftig elektrisk gnist. En negativt ladet elektrode lavet af molybdæn eller zinkbelagt messing frigiver en gnist, når den er i nærheden af ​​det positivt ladede metalstykke. Fordelen ved denne metode: Den kan nå en nøjagtighed på 1 / 10.000. Tomme. Det er 10 gange smallere end bredden på et menneskehår! [kilde: Ley]

EDM har dog nogle ulemper. For det første fungerer det kun på elektrisk ledende materialer. For det andet er det temmelig langsomt - så meget som 10 gange langsommere end vores næste teknologi [kilde: Rupenthal og Burnham].

waterjets: Tænk på vandstråler som et flydende sandpapir med højt tryk. Waterjets bruger en proces kaldet "kold supersonisk erosion" til at sprænge materiale med vand og en eller anden type granulært tilsætningsstof, kaldet en slibende. Denne kombination gør det muligt for vandstråler at skære igennem metaller op til 25,4 centimeter tykke og med en høj grad af nøjagtighed [kilde: KMT Waterjet Systems].

Dette metalskæreværktøj har fået en høj profil, ligesom bilentusiast Jay Leno og berømthedsbil, der tilpasser butikken West Coast Customs. Det er relativt let at bruge og kan skære gennem mange forskellige materialer udover metaller.

For mere information om metalskæring og andre relaterede emner, skal du følge linkene på næste side.

Relaterede artikler

• Top 10 daglige bilteknologier, der kom fra racing
• Sådan fungerer hypercars
• Sådan fungerer autotransport
• Sådan fungerer bilcomputere
• Hvordan førerløse biler fungerer
• Sådan fungerer produktionslinjer for biler
• Kan du samle din egen bil?
• Hvad der gør en digital bil digital?
• Hvad er nyt inden for syntetisk olieteknologi?
• Vil bilreparationer i fremtiden krøbelige dig?

Kilder

• Skjult, Steve. "Brug af en håndholdt plasmaskærer." Fabricator.com. 30. maj 2001. (5. december 2009) http://www.thefabricator.com/plasmacutting/PlasmaCutting_Article.cfm?ID=16
• KMT Waterjet Systems. "Automotive Cutting ved hjælp af KMT Waterjet Systems." (5. december 2009) http://www.kmtwaterjet.com/automotive.aspx
• Ley, Brian. "Diameter af et menneskehår." Fysik-faktabogen. 1999. (7. december, 2009) http://hypertextbook.com/facts/1999/BrianLey.shtml
• Olsen, Dr. John H. "Nyere lineær-drev-teknologi forbedrer vandstrålepræcisionen og reducerer omkostningerne." Fabricator.com. (5. december 2009) http://www.thefabricator.com/WaterjetCutting/WaterjetCutting_Article.cfm?ID=2366
• Ruppenthal, Michael og Burnham, Chip. "Udforskning af komplementære skæremetoder: Sammenligning af kapaciteter inden for laser, plasma, EDM og vandstråleteknologi." Fabricator.com. 4. september 2001. (4. december 2009) http://www.thefabricator.com/WaterjetCutting/WaterjetCutting_Article.cfm?ID=394
• U.S. Census Bureau. "Maskinværktøj (Metalskæringstyper) Fremstilling: 2002." 18. januar 2005. (6. december 2009) http://www.census.gov/prod/ec02/ec0231i333512.pdf