Existe-t-il une différence entre l'usinage CNC dans les véhicules à carburant traditionnel et les véhicules à énergie nouvelle ?

1. Reconstruction des objets de traitement en raison des modifications apportées au système électrique
Le moteur à combustion interne, qui constitue la principale source d'énergie des véhicules à essence traditionnels, a conduit à l'utilisation classique des machines-outils à commande numérique en raison de la manière dont elles doivent être traitées. Par exemple, le centre d'usinage à liaison à cinq-axes doit effectuer un fraisage de précision sur des surfaces complexes telles que la chambre de combustion et les passages d'admission et d'échappement. Il doit également s'assurer que l'erreur de rondeur du cylindre est inférieure à 0,01 mm grâce à l'alésage CNC. Pour l'usinage du vilebrequin, des rectifieuses CNC sont utilisées pour contrôler la rondeur du col de la broche principale et du col de la bielle. La précision de la balance dynamique doit être de 0,5 g · cm. Il existe désormais un système complet pour l'usinage des engrenages de boîtes de vitesses. La machine à tailler effectue l'usinage grossier du profil de la dent, la machine à raser améliore la précision de la surface de la dent grâce à l'interpolation CNC et le processus de meulage final ramène l'erreur de profil de dent à ± 0,005 mm.
La logique de traitement a totalement changé en raison de la révolution du groupe motopropulseur dans les voitures à énergies nouvelles. Par exemple, le noyau du stator du moteur synchrone à aimant permanent de la Tesla Model 3 utilise le processus de stratification d'une tôle d'acier au silicium de 0,35 mm. L'unité de poinçonnage CNC doit perforer 200 feuilles par minute et maintenir la hauteur des bavures à moins de 5 μm. Les normes d'usinage du carter moteur ont changé : l'erreur de coaxialité doit être inférieure à 0,005 mm et la rugosité de la surface doit rester inférieure à Ra0,8. Ce niveau de précision a conduit à une nouvelle façon de faire les choses appelée « usinage composite ». Les machines-outils multitâches (MTM) doivent être capables d'effectuer simultanément le fraisage, le tournage et le perçage, et elles doivent être capables de faire correspondre la vitesse de broche et l'avance en temps réel à l'aide d'une programmation dynamique.
2. La révolution dans le traitement des matériaux : la structure légère est ce qui la motive
Les matériaux en alliage d'aluminium sont couramment utilisés dans les culasses et les carters d'huile des voitures à essence pour améliorer l'économie de carburant. Cependant, la découpe traditionnelle reste le principal moyen de transformation. Par exemple, lors du fraisage CNC de culasses en alliage d'aluminium, vous devez gérer la force de coupe pour éviter la distorsion et utiliser une injection précise de liquide de refroidissement pour compenser la déformation thermique.
L’exigence de légèreté pour les futurs véhicules énergétiques met les matériaux à l’épreuve. Le plateau de batterie du BYD Han EV est fabriqué en moulage par extrusion d'alliage d'aluminium 6061-T6. La partie difficile de sa fabrication est qu'il doit avoir une paroi mince-(1,2 mm d'épaisseur) et solide en même temps. Pour maintenir la déformation d'usinage à moins de 0,05 mm, les machines-outils à cinq -axes doivent disposer d'une technologie de programmation de compensation de contour 3D. L’utilisation de matériaux composites en fibre de carbone montre que l’innovation matérielle devient plus radicale. Le couvercle de la batterie NIO ES6 est fabriqué en plastique renforcé de fibres de carbone (CFRP) et son usinage CNC doit résoudre des problèmes tels que le délaminage et les bavures. La technologie d'usinage assistée par vibrations par ultrasons réduit la force de coupe de 40 %.
3. La demande intelligente stimule l’amélioration du contrôle des processus.
L’objectif principal du contrôle qualité pour l’usinage CNC des véhicules à carburant est la précision dimensionnelle. Des appareils de mesure en ligne sont utilisés pour réaliser un contrôle en boucle fermée-. Par exemple, la ligne d'usinage du vilebrequin du moteur Volkswagen EA888 utilise un interféromètre laser pour surveiller le diamètre du tourillon principal en temps réel, maintenant ainsi la valeur CPK à 1,67.
Les véhicules à énergies nouvelles ajoutent des performances fonctionnelles au contrôle qualité. Le traitement de la plaque d'extrémité en alliage d'aluminium pour la batterie Ningde Times CTP 3.0 doit répondre à la fois au critère d'erreur de planéité inférieur ou égal à 0,02 mm/m2 et à l'exigence de résistance aux chocs. Cela a conduit à une idée nouvelle appelée « jumeau numérique », qui utilise la plate-forme Siemens NX pour simuler d'éventuels problèmes tels que les vibrations des outils et la déformation thermique lors de la programmation. Cela réduit le cycle de production d’essai de 14 jours à 72 heures. L'usine Tesla de Shanghai dispose d'un système de programmation d'IA qui va encore plus loin. Il optimise automatiquement le code G-en fonction de l'état en temps réel-de la machine-outil, permettant à l'installation de fabriquer plus de 5 000 carters de moteur arrière du modèle Y par jour.
4. La synergie de la chaîne industrielle a conduit à de nouvelles façons de fabriquer les choses.
Le système vertical de « fournisseur principal de composants d'usine de moteurs » apparu lorsque les voitures à carburant sont devenues populaires est illustré par le fait que les normes de choix des équipements et des processus d'usinage CNC sont devenues plus stables. Par exemple, l'approche de « production au plus juste » de Toyota stipule que les fournisseurs doivent utiliser des marques spécifiques de machines CNC pour s'assurer que le traitement est toujours le même.
Les changements rapides que peuvent apporter les véhicules à énergie nouvelle ont conduit à un système de réponse flexible appelé « traitement de programmation de conception ». La base de données de programmation modulaire de BYD contient l'expertise en usinage de plus de 8 000 types différents de carters de moteur, ce qui rend la programmation de nouvelles pièces de véhicules 60 % plus efficace. Bosch et Fanuc ont travaillé ensemble pour créer un système de post-traitement spécial capable de transformer les fichiers STEP-NC directement en instructions de polissage robotisées. Cela permet d’usiner des boîtiers de réducteurs avec une parfaite précision sans aucune aide humaine. Cette évolution a déclenché une réaction en chaîne dans le domaine des talents. Les ingénieurs en programmation CNC qui savent travailler avec les véhicules à énergies nouvelles gagnent 35 à 50 % de plus que ceux qui travaillent dans les domaines traditionnels, mais il manque encore plus de 80 000 personnes.