CNC apdirbimo naudojimas pakeitė tai, kaip automobilių gamintojai kuria variklio dalis su nepaprastai mažomis nuokrypomis mikronų lygmeniu. Būtent toks tikslumas leidžia pasiekti geresnį kuro sudeginimą ir žemesnius teršalų kiekius iš transporto priemonių. Nagrinėjant tokias dalis kaip cilindrų galvutės ir įsiurbimo kolektoriai, jose yra įvairiausių sudėtingų formų, įskaitant aušinimo skysčio kanalus ir oro įsiurbimo angas. Šiuolaikinis gamybos būdas leidžia šias savybes apdirbti tikslumu iki 0,025 mm, kas padeda užtikrinti gerą sandarumą tarp komponentų, taip pat leidžia orui tinkamai tekėti per variklį. Toks tikslumas yra labai svarbus kuriant šiuolaikinius aukštos našumo variklius.
Aukštos našumo varikliai veikia ekstremaliomis sąlygomis, kai temperatūra viršija 300 °C ir veikia stiprūs cikliniai apkrovos. Komponentai, toki kaip turbokompresoriaus korpusai ir stūmoklių dangteliai, vis dažniau gaminami iš nikeliu pagrįstų superlydinių ir anglies pluoštu sustiprintų kompozitų, naudojant CNC apdirbimą. Šios medžiagos išlaiko struktūrinį vientisumą aukštose temperatūrose ir sumažina komponentų svorį 15–20 % lyginant su tradiciniais liejimo geležies sprendimais.
Keičiantis prie elektrinių automobilių (EV) platformų, automobilių gamintojai naudoja CNC apdirbimą aliuminio variklio blokams gaminti, kurie yra 40 % lengvesni nei įprasti dizainai. Naujausiame EV plėtros projekte pasiekta 12 % energijos naudingumo padidėjimas integruojant tiksliai apdirbtas aušinimo kanalus ir svoriui optimizuotas rėmines konstrukcijas į aliuminio bloko projektavimą.
Automobilių pramonė vis labiau linkusi naudoti aliuminio-magnio kompozitus ir titano lydinius svarbiems variklio komponentams, ką lemia reikalavimai kurui taupyti ir atsparumui korozijai. Pramonės ataskaitos rodo, kad daugiau nei dviejų trečdalių naujų variklių konstrukcijų dabar įtraukia šiuos pažangius lydinius, vidutiniškai sumažindamos variklio masę 22 %, nesumažėjus ilgaamžiškumui.
Kalbant apie pavaro komponentus, CNC apdirbimas gali pasiekti tikslumą iki ±0,005 mm. Toks tikslumas užtikrina tinkamą dantų sukimąsi ir efektyvų galios perdavimą per visą sistemą. Daugiaašės CNC mašinos ypač gerai susitvarko su spiralinių kūginių pavarų apdirbimu, išlaikydamos šoninio paviršiaus nuokrypį mažesnį nei 0,1 laipsnio. Ką tai reiškia automobilių gamintojams? Mažesnis triukšmas iš šiuolaikinių automatinės pavarų dėžių – tai tik viena iš naudų. Analizuojant kontaktinius paviršius tarp pavarų, CNC gaminami detalių kontaktiniai raštai yra apie 25 % tolygesni lyginant su tradiciniais gamybos metodais. Be to, nepamirškime ir ilgaamžiškumo – tokios patobulintos detalės diferencialuose gali tarnauti papildomai apie 40 000 valandų, kol prireiks jų keisti.
Automatizuotos 5 ašių CNC sistemos pagamina apie 3800 pavarų velenų per savaitę, beveik idealiu matmenų nuoseklumu – 99,97 %. Kiekvienas penkiasdešimtas iš eilės pagamintas detalės vienetas tikrinamas lazeriniais matavimo įrenginiais, todėl atliekų kiekis sumažėjo iki tik 0,8 %. Tai žymiai geriau nei įprastai pasitaiko dirbant rankiniu būdu, kai atliekos gali pasiekti apie 3,2 %. Toks nuoseklus rezultatas leidžia automobilių gamintojams naudoti standartines dalis visoje jų 14 skirtingų transporto priemonių modelių asortimente. Be to, vis dar tenkinamos griežtos ISO 1328 pavarų kokybės normos. Iš tiesų tai visiškai suprantama, atsižvelgiant, kiek pinigų tokios naujovės sutaupo vien gamybos kaštams.
CNC apdirbimo procesas sukuria pakabos valdymo svirtis ir stabdžių žnyplės iki mikrono tikslumu, o tai reiškia, kad visos mažos detalės, tokios kaip rutuliniai jungtys, slydimo kaiščiai ir stabdymo paviršiai, idealiai tinka viena prie kitos. Kai komponentai pagaminami tokiu tikslumu, tai tikrai pasireiškia automobilio valdymu ir reakcija įvairiomis situacijomis, ypač taikant stabdžius. Naujausias 2024 metų automobilių saugos tyrimas atskleidė kažką įdomaus ir apie stabdžių diskus. Tyrimas parodė, kad jei šių diskų paviršiaus šiurkštumo matavimas yra žemiau nei Ra 0,8 mikronai, jie iš tikrųjų sumažina stabdžių kaladėlių glazūros problemas apie 27 % lyginant su standartiniais liejiniais diskais. Toks patobulinimas turi reikšmės tiek našumui, tiek ilgaamžiškumui.
Saugai kritiškai svarbūs komponentai, tokie kaip ABS vožtuvų korpusai ir elektroninių stovėjimo stabdžių aktuatoriai, gamybos metu reikalauja labai tikslaus matmenų valdymo, paprastai ne didesnio nei ±0,01 milimetro. Būtent CNC apdirbimo procesas užtikrina, kad šie komponentai nenukryptų nuo hidraulinio skysčio ir kad jutikliai būtų tinkamai kalibruoti, kad teisingai veiktų su šiuolaikine vairuotojo pagalbos technologija. Kai kurie naujausi tyrimai parodė, kad jei aliuminio lydinio vairo tarpininkai gaminami naudojant CNC įrenginius, jie gali išlaikyti daugiau nei milijoną penkis šimtus tūkstančių nuovargio ciklų modeliuojant duobių poveikį. Toks atsparumas ilgainiui byloja apie jų patikimumą realiomis važiavimo sąlygomis.
Vis daugiau automobilių gamintojų pasuka link CNC apdirbimo, poruojamo su pažangiais medžiagų tipais, tokiomis kaip sinterinti anglies keramikos kompozitai stabdžių diskams ir chromo molibdeno plienas sukabos komponentams gaminti. Šios medžiagos išsiskiria tuo, kad geriau atlaiko šilumą nei įprastas liejimo geležis – šiluminė stabilumo gerėjimas siekia apie 40–60 procentų, be to, jos taip pat žymiai lengvesnės. Ateityje rinkos tyrimai rodo, kad didės paklausa šioms aukščiausios kokybės stabdymo sistemoms. Maždaug iki 2033 metų tai gali sudaryti kone 38 milijardų dolerių vertės verslą, kurį skatina nauji saugos standartai automobilių sektoriuje bei elektrinių transporto priemonių gamybos linijų sparčiai plečiasi visame pasaulyje.
Kai kalbama apie degalų bėgimus tiesioginio įpurškimo varikliams, CNC apdirbimas gali pasiekti tikslumą iki 0,01 mm arba dar geresnį, o tai reiškia, kad degalai yra tolygiau paskirstomi visame variklyje. Praeitais metais paskelbti tyrimai nagrinėjo, kaip apdirbti degalų bėgimai veikia lyginant su liejiniais, ir buvo nustatyta gana įdomių rezultatų – slėgio svyravimai sumažėjo apie 18 %, dėl ko visoje degimo sistemoje pagerėjo našumas. Taip pat nėra paprasta užtikrinti, kad visos dalys sėkmingai veiktų kartu. Degalų įpurškikliai ir įvairūs jutikliai turi būti tiksliai pritaikyti, o tai reikalauja tokio tikslumo, kuris įmanomas tik naudojant šiuolaikinius daugiakanalius CNC įrenginius, naudojamus šių dienų gamybos įmonėse.
Nerūdijančių plienų (rūšys 304/316) ir tokio nikelio lydinio kaip Inconel 718 standartiškai naudojami išmetimo kolektoriams ir turbokompresorių korpusams dėl jų gebėjimo atlaikyti temperatūras aukščiau nei 900 °C. Pažangios CNC apdirbimo technologijos dabar leidžia efektyviai apdirbti šiuos kietus medžiagų tipus, sumažinant gamybos laiką 22 %, kartu išlaikant atsparumą nuovargiui aukšto karščio ciklo aplinkose.
Naudojant CNC apdirbimą, inžinieriai dabar gali kurti veikiančius prototipus, kurie beveik visiškai atitinka tuos, kurie galiausiai bus masiškai gaminami. Paimkime elektromobilių baterijų korpusus kaip pavyzdį. Čia naudojamos 5 ašių CNC staklės pasiekia labai mažas tolerancijas – apie plius arba minus 0,05 mm, kas yra labai svarbu tinkamai valdant šilumą. Atsižvelgiant į 2025 m. pramonės duomenis, efektyvumas taip pat žymiai padidėjo. Šios greitaeigės CNC sistemos sumažina prototipų gamybos trukmę maždaug dvigubai, lyginant su senesnėmis technologijomis. Kas tai daro įmanoma? Ašies sukimosi dažniai, gerokai viršijantys 60 tūkst. apsukų per minutę, kartu su protinga programine įranga, kuri dirbimo trajektorijas automatiškai optimizuoja naudodama dirbtinio intelekto algoritmus. Kai pagalvoji, tai tikrai įspūdinga.
Vienam dideliam automobilių dalių gamintojui pavyko beveik dvigubai sutrumpinti laiką nuo prototipo iki gamybos, kai jie pradėjo derinti 3D spausdinimą su tradiciniais CNC metodais. Triukas buvo taikyti pridėjamąją gamybą sudėtingoms vidinėms detalėms kurti, tuo tarpu išoriniams paviršiams, kurie turi atlaikyti tikrą apkrovą, vis dar naudojant CNC įrenginius. Jie pasiekė beveik idealius matmenis – 98 % tikslumu aliuminio variklio tvirtinimo detalemse, naudojamose elektriniuose automobiliuose. Be to, dar vienas pranašumas – medžiagų švaistymas sumažėjo apie trečdalį, kas padeda jiems pasiekti savo ekologinius tikslus, nesumažinant detalių veikimo efektyvumo realiomis sąlygomis.
3D spausdinimas tikrai turi savo privalumų, kalbant apie dizaino laisvę, tačiau kai kalba eina apie faktinį našumą, CNC apdirbimas vis dar yra pranašesnis. Paimkime pavaros dėžės prototipus, pagamintus iš 7075-T6 aliuminio – jie gali išlaikyti apie 290 MPa apkrovą iki sugedimo, kas beveik dvigubai daugiau nei 3D spausdinti variantai, pasiekiantys 160 MPa ribą. Dar labiau išskiria CNC apdirbimą tikslumo faktorius. Tolerancijos yra žymiai mažesnės – apie ±0,005 mm, palyginti su daug laisvesniu 0,2 mm diapazonu, būdingu daugumai spausdinimo procesų. Tai ypač svarbu detalėms, tokioms kaip turbokompresoriaus korpusams, kur tinkamas sandarumas yra absoliučiai būtinas. 2025 metais atlikti naujausi tyrimai patvirtino, kad šis našumo skirtumas tarp šių dviejų gamybos metodų išlieka reikšmingas.
Kai pažengęs 3D skenavimas susitinka su CNC apdirbimu, šiuolaikinėmis sąlygomis tampa įmanoma atkurti sunkiai randamus senus detalių komponentus beveik absoliučiai tiksliai. Kalbame apie maždaug 99,7 % tikslumą, kas yra itin įspūdinga. Paimkime vieną neseniai atnaujintą automobilį, kuriame detales buvo nuskenuota naudojant CT technologiją, o po to pagaminti nauji nikelinio lydinio stabdžių žarnkeliai. Šios naujos detalės iš tiesų tarnavo ilgiau nei pradiniai liejimo geležies variantai, parodantys apie 28 % geresnį atsparumą dilimui laikui bėgant. Atsižvelgiant į pramonės tendencijas, CNC paslaugų rinka pakeitimui atrodo kaip besivystanti pastoviai. Ekspertai prognozuoja apie 19 % metinį augimą iki 2030 m., nes vis daugiau žmonių ieško individualių modifikacijų ir našumo patobulinimų savo transporto priemonėms.
CNC (kompiuterinio skaitmeninio valdymo) apdirbimas – tai gamybos procesas, kuriame iš anksto suprogramuota kompiuterinė programa kontroliuoja gamyklos įrankių ir įrangos judėjimą. Jis naudojamas sudėtingoms detalėms gaminti su dideliu tikslumu.
CNC apdirbimas užtikrina didelį tikslumą ir kartojamumą, todėl yra idealus automobilių dalių gamybai, kurioms reikia siaurų tolerancijų ir ilgaamžiškumo.
Lengvosios medžiagos padeda pagerinti transporto priemonės kuro efektyvumą, sumažina išmetamų teršalų kiekį ir gerina našumą, leisdamos gamintojams optimizuoti konstrukcijas, nesumažindami jų stiprumo.
CNC apdirbti komponentai užtikrina tikslų prigludimą ir funkcionalumą, užtikrindami optimalų oro srautą ir kuro pasiskirstymą variklyje, dėl ko deginimas yra pilnesnis ir efektyvesnis.
Dabar dažnai naudojamos tokios medžiagos kaip nikeliu pagrįsti superlydiniai, aliuminio-magnio kompozitai ir titano lydiniai, kad būtų pagerinta karščiui atsparumas, sumažinta masė ir padidintas automobilių komponentų stiprumas.
Nors 3D spausdinimas puikiai tinka greitam prototipavimui ir sudėtingoms geometrijoms, CNC apdirbimas yra pageidautinas dalių, reikalaujančių didelės stiprybės, tikslumo ir ilgaamškiškumo, atveju.
EN
