Hoe Rapid Tooling een revolutie teweegbrengt in de auto-industrie

De recente ontwikkelingen in de productie hebben veel verschillende industrieën geholpen, maar weinigen hebben zoveel innovatie meegemaakt als de auto-industrie. De fabrikanten van auto's, fietsen, vrachtwagens en zoveel andere soorten vervoer behoren tot de eersten die gebruikmaken van de nieuwste technologische ontwikkelingen op het gebied van additieve en subtractieve productie. In dezelfde geest heeft snelle tooling een opmerkelijke impact gehad op de auto-industrie, waarbij de grenzen verlegd zijn van wat mogelijk is op het gebied van productiesnelheid en kostenefficiëntie.

Rapid tooling is al een tijdje een belangrijk onderdeel van de productie van voertuigen, maar het wordt steeds sneller door de toegenomen technologische vooruitgang in de afgelopen jaren. Hoewel veel bedrijven tooling volledig afschaffen (vaak door additieve fabricageprocessen te gebruiken die bepaalde tools overbodig maken), vergroten andere segmenten hun inspanningen voor het creëren van unieke, geoptimaliseerde productieketens. Bovendien heeft het toegenomen aantal machinewerkplaatsen en bekwame machinisten het gemakkelijker dan ooit gemaakt om gereedschappen, mallen en allerlei soorten hulpprogramma's te produceren.

Hier zijn slechts enkele van de manieren waarop snel gereedschap de auto-industrie verandert:

Kostenefficiëntie

Als het op de bottom line aankomt, biedt de combinatie van methoden die snelle tooling omvatten, als geen ander kostenbesparende mogelijkheden op schaal. Dit is met name van cruciaal belang voor autofabrikanten, aangezien zij de neiging hebben om een ​​behoorlijk aantal eenheden te produceren, afhankelijk van hun productieniveau. Hoewel snelle gereedschappen niet geschikt zijn voor massaproductie, zijn er andere processen binnen hun productieketen waarvoor mogelijk niet zulke hoge hoeveelheden nodig zijn.

Als het bedrijf in kwestie dus niet streeft naar massaproductie, kan het zijn dat ze veel onderdelen nodig hebben die snelle prototyping-methoden vereisen. Een dergelijk proces is met name handig voor add-ons of aanpasbare onderdelen voor reeds bestaande auto's, waar de benodigde hoeveelheden klein zijn maar sterk kunnen variëren. Het is in dit opzicht ook nuttig vanwege de mogelijkheid om ontwerpen aan te passen en te herhalen tegen lage kosten.

Als gevolg van deze kostenefficiëntie zijn er schaalvoordelen die snelle tooling biedt op veel verschillende niveaus, met name die met kleine productieruns. Over het algemeen is het belangrijkste gebied waar de kosten worden verlaagd, de productiecyclustijden. De productiesnelheid is hier een cruciale factor, want bij de autoproductie kan het inkorten van een paar dagen van elk proces op de lange termijn duizenden dollars aan besparingen opleveren.

Snellere tooling stelt fabrikanten in staat om in zeer korte tijd meerdere prototypes te krijgen tegen een voordeligere prijs. Dit geeft een groter gevoel van vrijheid bij het maken van ontwerpaanpassingen en het testen van nieuwe ideeën. Het kan een enorme zegen zijn om te herhalen en te veranderen, omdat traditionele mallen en gereedschappen zoveel langer duren dat ze herontwerpen ingewikkeld maken. Daarentegen maakt snelle tooling dit hele proces goedkoper, waardoor in de tussentijd ook processen en middelen worden vrijgemaakt.

Snelle tooling stelt autofabrikanten ook in staat om goedkoper prototyping te maken en op arbeidsefficiëntere manieren te ontwerpen. Ten eerste vereist snelle tooling een reeks geautomatiseerde methoden met zeer weinig arbeidsinput. Bovendien zorgt het voor minder iteraties van het ontwerp, waardoor werktijd wordt bespaard en processen en middelen worden gestroomlijnd voor maximale efficiëntie.

Tijdefficiëntie

Een van de gebieden waar zowel kosten- als tijdbesparing elkaar kruisen, is dat van testen. Met snellere test- en doorlooptijden kunnen snelle tooling en prototyping grote kansen bieden voor fabrikanten van bepaalde componenten. Naast snellere ontwerpprocessen is er ook de mogelijkheid om eenvoudig wijzigingen aan te brengen en ontwerpen te verbeteren. Rapid Tooling maakt het mogelijk om het ontwerp van een matrijs aan te passen en te verbeteren totdat het product precies de gewenste eigenschappen en functies heeft die de fabrikant wil. Bijgevolg kunnen eventuele ontwerpfouten vóór productie worden geïdentificeerd en verholpen, wat op den duur extra tijd en kosten bespaart.

In het geval van Mirror Controls international (MCi) bleek deze snelheid zeer gunstig. Ze waren bezig met de ontwikkeling van een nieuw type achterplaat van de actuator, waarvoor een radicaal nieuw productieproces nodig was. Ze kwamen terecht op een composiet SLA-materiaal, de Somos PerFORM, voor het nieuwe prototype van de achterplaat van de actuator en ter vervanging van de traditionele aluminium spuitgietmatrijs van MCi. De 3D-geprinte SLA-tooling hielp de kosten met 60% te verlagen, terwijl het prototypingproces met drie hele weken werd verkort.

Een cruciaal onderdeel van productontwikkeling is het maken van prototypes die kunnen worden getest voordat ze naar volledige productie gaan. Evelyne Salters MCi productontwerper, stelt:“Voor een project als onze nieuwe actuator achterplaat, waarvoor prototypes nodig zijn om het nieuwe ontwerp te onderzoeken, waarbij aluminium wordt gebruikt om te creëren tooling voor het onderdeel is een vrij duur en langzaam proces. We waren op zoek naar een nieuwe benadering die een lagere investering bood, maar ons ook in staat zou stellen een materiaal te gebruiken dat vergelijkbaar is met of hetzelfde als het materiaal dat wordt gebruikt in de uiteindelijke productie. Het doel was om de ontwikkelingskosten van de backplate te maken effectief, snel, flexibel en realistischer .”

Duurzame, functionele tools

De nauwkeurigheid en consistentie van snelle gereedschappen hebben fabrikanten in staat gesteld nauwkeurige en duurzame functionele onderdelen te produceren. Hoewel dit misschien niet het geval is voor het eindproduct zelf, spelen deze tools een belangrijke rol bij het produceren van het eindproduct. Dergelijke prototypes kunnen dingen zijn zoals gereedschappen die worden gebruikt om fittingen of spelingen bij montage met andere onderdelen te verifiëren. Of als alternatief items voor het evalueren van functionele tests. Volvo maakt bijvoorbeeld veelvuldig gebruik van rapid tooling voor een breed scala aan doeleinden.

Het voordeel van rapid tooling is de mogelijkheid om onderdelen te vervaardigen van materialen met vergelijkbare eigenschappen als het materiaal van het eindproduct, terwijl de randen dichter bij hun maatnauwkeurigheid komen dan alle conceptmodellen kunnen toestaan. De productiehoeveelheid is meestal klein, maar relatief grotere hoeveelheden kunnen worden geproduceerd met behulp van hard gereedschap.

Het gieten van rubberen mallen is een geweldige manier om functionele prototypes te produceren met gevulkaniseerd rubber op kamertemperatuur. Een andere methode die prototypes van hoge kwaliteit kan produceren, maar met een nog grotere complexiteit, is gegoten gieten. Deze methoden zijn vooral goed voor de soorten kunststoffen die nuttig zijn in de auto-industrie.

Digitalisering

Net als bij CNC- en 3D-printen, brengen bepaalde vormen van rapid tooling een aantal grote voordelen met zich mee vanwege hun digitale karakter. Omdat rapid tooling echter vaak een combinatie is van meerdere ongelijksoortige methoden, biedt het extra voordelen in vergelijking met het eenvoudigweg gebruiken van één methode. Het kan bijvoorbeeld eenvoudig zijn om taken te verdelen over verschillende vestigingen van de faciliteiten van een autobedrijf. Zo kan een bedrijf op één locatie een tool ontwerpen, het digitale model direct opsturen, op een andere locatie testen en na goedkeuring overal beschikbaar hebben. Dit is met name handig voor 3D-geprinte mallen, omdat ze in eigen beheer kunnen worden geproduceerd of eenvoudig als STL-bestanden naar andere faciliteiten kunnen worden verzonden.

Conclusie

Rapid tooling heeft een belangrijke plaats in de auto-industrie, vooral als het gaat om ontwikkelaars van componenten zoals die van spiegels, dashboards, stuurinrichtingen en andere veelvoorkomende voertuigfuncties. Naarmate de technologie vordert, probeert het de gebieden te verbeteren waar het ontbreekt, zoals het verbeteren van het aantal materialen dat kan worden gebruikt. Dit soort verbeteringen zal het meer relevantie geven voor de auto-industrie en helpen om het in de nabije toekomst in meer delen van de productieketen te vestigen. Als je hier een probleem mee hebt, neem dan contact met ons op voor hulp om samen op te lossen!