Ministerium für Bildung und Wissenschaft

Republik Kasachstan

Der zweite Abschnitt „Grundlagen der Kfz-Reparatur“ ist der inhaltliche und inhaltliche Schwerpunkt der Disziplin. In diesem Abschnitt werden Methoden zur Erkennung versteckter Defekte an Teilen, Technologien zu deren Wiederherstellung, Kontrolle während der Montage, Methoden zur Montage und Prüfung von Komponenten und des Fahrzeugs als Ganzes beschrieben.

Das Verfassen des Skriptums dient dazu, die Lehrveranstaltung im Rahmen des Studiengangs möglichst kurz zu skizzieren und den Studierenden ein Lehrbuch an die Hand zu geben, das sie zum selbstständigen Arbeiten im Rahmen des Studiengangs „Grundlagen der Technik“ befähigt für die Herstellung und Reparatur von Autos" für Studenten.

1 Grundlagen der Kraftfahrzeugtechnik

1.1 Grundbegriffe und Definitionen

1.1.1 Die Automobilindustrie als Massenindustrie

Maschinenbau

Die Automobilindustrie ist eine der effizientesten Massenproduktionen. Der Produktionsprozess des Automobilwerks umfasst alle Phasen der Automobilproduktion: Herstellung von Rohlingen für Teile, alle Arten ihrer mechanischen, thermischen, galvanischen und anderen Behandlungen, Montage von Einheiten, Einheiten und Maschinen, Prüfung und Lackierung, technische Kontrolle in allen Phasen Produktion, Transport von Materialien, Rohlingen, Teilen, Komponenten und Baugruppen zur Lagerung in Lagerhallen.

Der Produktionsprozess des Automobilwerks erfolgt in verschiedenen Werkstätten, die je nach Zweck in Beschaffung, Verarbeitung und Hilfsbetrieb unterteilt sind. Rohlinge - Gießerei, Schmied, Presse. Verarbeitung - mechanisch, thermisch, Schweißen, Lackieren. Zu den Hauptgeschäften gehören Beschaffungs- und Verarbeitungsbetriebe. Zu den Hauptwerkstätten gehören auch Modellbau, mechanische Reparaturen, Werkzeugbau usw. Die Werkstätten, die die Hauptwerkstätten bedienen, sind Hilfswerke: ein Elektrofachgeschäft, ein Geschäft für spurlosen Transport.

1.1.2 Entwicklungsstufen der Automobilindustrie

Die erste Etappe ist vor dem Großen Vaterländischen Krieg. Konstruktion

Automobilwerke mit technischer Unterstützung ausländischer Firmen und Aufbau der Produktion von Autos ausländischer Marken: AMO (ZIL) - Ford, GAZ-AA - Ford. Der erste Personenwagen ZIS-101 wurde als Analogon vom Amerikaner Buick (1934) verwendet.

Das nach der Kommunistischen Internationale der Jugend (Moskwitsch) benannte Werk produzierte KIM-10-Wagen nach dem britischen „Ford Prefect“. 1944 gingen Zeichnungen, Ausrüstung und Zubehör für die Herstellung des Opel-Wagens ein.

Die zweite Etappe - nach Kriegsende und vor dem Zusammenbruch der UdSSR (1991) Neue Fabriken werden gebaut: Minsk, Kremenchug, Kutaisi, Ural, Kamsky, Volzhsky, Lvovsky, Likinsky.

Inländische Designs werden entwickelt und die Produktion neuer Maschinen wird gemeistert: ZIL-130, GAZ-53, KrAZ-257, KamAZ-5320, Ural-4320, MAZ-5335, Moskwitsch-2140, UAZ-469 (Werk Uljanowsk) , LAZ-4202, Kleinbus RAF (Werk Riga), Bus KAVZ (Werk Kurgan) und andere.

Die dritte Phase fand nach dem Zusammenbruch der UdSSR statt.

Die Fabriken wurden in verschiedenen Ländern verteilt - den ehemaligen Republiken der UdSSR. Produktionsbeziehungen wurden abgebrochen. Viele Fabriken haben die Produktion von Autos eingestellt oder die Mengen stark reduziert. Die größten Fabriken ZIL, GAZ beherrschen die GAZelle, Bychok-Lkw mit niedriger Tonnage und deren Modifikationen. Die Fabriken begannen, ein Fahrzeugsortiment in Standardgröße für verschiedene Zwecke und unterschiedliche Tragfähigkeiten zu entwickeln und zu beherrschen.

In Ust-Kamenogorsk wurde die Produktion von Niva-Autos des Volzhsky-Automobilwerks gemeistert.

1.1.3 Kurzer historischer Abriss der Entwicklung der Wissenschaft

über die Technik des Maschinenbaus.

In der ersten Phase der Entwicklung der Automobilindustrie war die Produktion von Autos kleinteilig, die technologischen Prozesse wurden von hochqualifizierten Arbeitern durchgeführt, die Arbeitsintensität der Autoherstellung war hoch.

Die Ausrüstung, Technik und Organisation der Produktion in Automobilwerken war damals im heimischen Maschinenbau fortgeschritten. In den Beschaffungswerkstätten wurden maschinelles Formen und Fördergießen von Formkästen, Dampflufthämmer, horizontale Schmiedemaschinen und andere Geräte verwendet. In den mechanischen Montagehallen kamen Fertigungsstraßen, Sonder- und Modulmaschinen mit Hochleistungsgeräten und speziellen Schneidwerkzeugen zum Einsatz. Die Gesamt- und Untermontage erfolgte im Fließverfahren auf Förderbändern.

In den Jahren des zweiten Fünfjahresplans ist die Entwicklung der Automobiltechnik geprägt von der Weiterentwicklung der Prinzipien der automatisierten Fließfertigung und einer Steigerung der Pkw-Produktion.

Zu den wissenschaftlichen Grundlagen der Automobiltechnik gehören die Wahl einer Methode zur Gewinnung von Rohlingen und deren Grundlage beim Schneiden mit hoher Genauigkeit und Qualität, eine Methode zur Bestimmung der Effektivität des entwickelten technologischen Prozesses, Methoden zur Berechnung von Hochleistungsgeräten, die die Effizienz von den Prozess und erleichtern dem Maschinenbediener die Arbeit.

Die Lösung des Problems der Effizienzsteigerung von Produktionsprozessen erforderte die Einführung neuer automatischer Systeme und Komplexe, einen rationelleren Einsatz von Rohstoffen, Geräten und Werkzeugen, was die Hauptrichtung der Arbeit von Wissenschaftlern aus Forschungsorganisationen und Bildungseinrichtungen ist.

1.1.4 Grundbegriffe und Definitionen eines Produkts, Produktions- und technologische Prozesse, Elemente eines Betriebs

Das Produkt zeichnet sich durch eine Vielzahl von Eigenschaften aus: strukturelle, technologische und betriebliche.

Um die Qualität von Maschinenbauprodukten zu beurteilen, werden acht Arten von Qualitätsindikatoren verwendet: Indikatoren für Zweckbestimmung, Zuverlässigkeit, Standardisierungs- und Vereinheitlichungsgrad, Herstellbarkeit, Ästhetik, Ergonomie, Patentrecht und Wirtschaftlichkeit.

Das Indikatorenset lässt sich in zwei Kategorien einteilen:

Indikatoren technischer Natur, die den Grad der Eignung des Produkts für den vorgesehenen Verwendungszweck widerspiegeln (Zuverlässigkeit, Ergonomie usw.);

Indikatoren wirtschaftlicher Natur, die direkt oder indirekt die Höhe der Material-, Arbeits- und Finanzkosten für die Erreichung und Umsetzung von Indikatoren der ersten Kategorie in allen möglichen Manifestationsbereichen (Erstellung, Produktion und Betrieb) der Produktqualität anzeigen; Indikatoren der zweiten Kategorie umfassen hauptsächlich Indikatoren der Herstellbarkeit.

Als Designobjekt durchläuft das Produkt mehrere Stufen nach GOST 2.103-68.

Als Produktionsgegenstand wird ein Produkt unter dem Gesichtspunkt der technologischen Vorbereitung der Produktion, der Verfahren zur Gewinnung von Rohlingen, der Verarbeitung, der Montage, der Prüfung und der Kontrolle betrachtet.

Als Betriebsgegenstand wird das Produkt auf Übereinstimmung der Betriebsparameter mit den technischen Spezifikationen analysiert; Bequemlichkeit und Reduzierung des Arbeitsaufwands der Vorbereitung des Produkts für den Betrieb und Kontrolle seiner Leistung, Bequemlichkeit und Reduzierung des Arbeitsaufwands von Vorbeugungs- und Reparaturarbeiten, die zur Erhöhung der Lebensdauer und Wiederherstellung der Leistung des Produkts erforderlich sind, um die technischen Parameter von . zu erhalten das Produkt bei längerer Lagerung.

Das Produkt besteht aus Teilen und Baugruppen. Teile und Baugruppen können in Gruppen verbunden werden. Unterscheiden Sie zwischen Produkten der Primärproduktion und Produkten der Hilfsproduktion.

Ein Teil ist ein elementarer Teil einer Maschine, der ohne den Einsatz von Montagevorrichtungen hergestellt wird.

Knoten (Montageeinheit) - lösbare oder einteilige Verbindung von Teilen.

Gruppe - eine Verbindung von Knoten und Teilen, die eine der Hauptkomponenten von Maschinen sind, sowie eine Reihe von Knoten und Teilen, die durch eine Gemeinsamkeit der ausgeführten Funktionen vereint sind.

Position - eine feste Position, die von einem dauerhaft befestigten Werkstück oder einer montierten Montageeinheit zusammen mit einer Vorrichtung relativ zu einem Werkzeug oder einem stationären Gerät eingenommen wird, um einen bestimmten Teil der Operation auszuführen.

Der technologische Wandel ist ein vollständiger Teil eines technologischen Vorgangs, der sich durch die Konstanz des verwendeten Werkzeugs und der durch die Bearbeitung gebildeten oder bei der Montage gefügten Oberflächen auszeichnet.

Ein Hilfsübergang ist ein vollständiger Teil eines technologischen Vorgangs, bestehend aus menschlichen Handlungen und (oder) Ausrüstungen, die nicht mit einer Änderung der Form, Größe und Oberflächenbeschaffenheit einhergehen, aber notwendig sind, um einen technologischen Übergang durchzuführen, z. ein Werkstück installieren, ein Werkzeug wechseln.

Arbeitshub - der fertige Teil des technologischen Übergangs, bestehend aus einer einzigen Bewegung des Werkzeugs relativ zum Werkstück, begleitet von einer Änderung der Form, Größe, Oberflächenbeschaffenheit oder Eigenschaften des Werkstücks.

Ein Hilfshub ist ein vollständiger Teil des technologischen Übergangs, bestehend aus einer einzigen Bewegung des Werkzeugs relativ zum Werkstück, die nicht mit einer Änderung der Form, Größe, Oberflächenbeschaffenheit oder Eigenschaften des Werkstücks einhergeht, aber für die Durchführung der Bearbeitung erforderlich ist Schlaganfall.

Der technologische Prozess kann in Form von Standard, Route und Operational durchgeführt werden.

Ein typischer technologischer Prozess zeichnet sich durch die Einheitlichkeit des Inhalts und der Abfolge der meisten technologischen Vorgänge und Übergänge für eine Gruppe von Produkten mit gemeinsamen Konstruktionsmerkmalen aus.

Der Weg technologischer Prozess wird gemäß der Dokumentation durchgeführt, in der der Inhalt der Operation beschrieben wird, ohne Übergänge und Bearbeitungsmodi anzugeben.

Der betriebstechnologische Prozess wird gemäß der Dokumentation durchgeführt, in der der Inhalt der Operation mit Angabe der Übergänge und Verarbeitungsmodi skizziert wird.

1.1.5 Zu lösende Aufgaben bei der Entwicklung technologischer

Prozess

Die Hauptaufgabe der technologischen Verfahrensentwicklung besteht darin, mit einem vorgegebenen Programm die Herstellung qualitativ hochwertiger Teile zu minimalen Kosten sicherzustellen. Dies erzeugt:

Die Wahl des Herstellungsverfahrens und des Werkstücks;

Die Auswahl der Ausrüstung unter Berücksichtigung der im Unternehmen verfügbaren;

Entwicklung von Verarbeitungsvorgängen;

Entwicklung von Geräten zur Verarbeitung und Steuerung;

Auswahl an Schneidwerkzeugen.

Der technologische Prozess wird in Übereinstimmung mit dem Unified System of Technological Documentation (ESTD) - GOST 3.1102-81 . erstellt

1.1.6 Arten von Maschinenbauindustrien.

Im Maschinenbau gibt es drei Fertigungsarten: Einzel-, Serien- und Massenfertigung.

Die Einzelfertigung zeichnet sich durch die Herstellung kleiner Stückzahlen von Produkten unterschiedlicher Ausführung, den Einsatz universeller Geräte, eine hohe Qualifikation der Mitarbeiter und einen höheren Produktionsaufwand im Vergleich zu anderen Produktionsarten aus. Die Einzelfertigung in Autofabriken umfasst die Herstellung von Prototypen von Autos in einer Versuchswerkstatt, im Schwermaschinenbau - die Herstellung von großen Wasserturbinen, Walzwerken usw.

In der Serienfertigung werden Teile in Chargen gefertigt, Produkte in Chargen, in regelmäßigen Abständen wiederholt. Nach der Herstellung dieser Teilecharge werden die Werkzeugmaschinen neu eingestellt, um Operationen derselben oder einer anderen Charge durchzuführen. Die Serienproduktion zeichnet sich durch den Einsatz sowohl universeller als auch spezieller Geräte und Vorrichtungen, die Anordnung der Geräte sowohl nach Maschinentyp als auch nach technologischem Prozess aus.

Je nach Losgröße der Zuschnitte oder Produkte einer Serie werden Klein-, Mittel- und Großserien unterschieden. Die Serienproduktion umfasst den Werkzeugmaschinenbau, die Produktion von stationären Verbrennungsmotoren, Kompressoren.

Massenproduktion ist eine Produktion, bei der die Herstellung von gleichartigen Teilen und Produkten über einen langen Zeitraum (mehrere Jahre) kontinuierlich und in großen Mengen durchgeführt wird. Die Massenproduktion zeichnet sich durch die Spezialisierung der Arbeiter auf die Durchführung einzelner Operationen, den Einsatz von Hochleistungsgeräten, speziellen Geräten und Werkzeugen, die Anordnung der Ausrüstung in einer der Ausführung der Operation entsprechenden Reihenfolge, dh entlang des Flusses, aus hohe Mechanisierung und Automatisierung technologischer Prozesse. Aus technischer und wirtschaftlicher Sicht ist die Massenproduktion am effizientesten. Die Massenproduktion umfasst die Automobilindustrie und die Traktorenindustrie.

Die obige Aufteilung der Maschinenbauproduktion nach Typen ist gewissermaßen willkürlich. Es ist schwierig, eine scharfe Grenze zwischen Massen- und Großserienfertigung oder zwischen Einzel- und Kleinserienfertigung zu ziehen, da das Prinzip der Massenflussproduktion in gewissem Maße in Großserien und sogar in mittleren -Batchfertigung, und die charakteristischen Merkmale der Einzelchargenfertigung sind der Kleinserienfertigung inhärent.

Die Vereinheitlichung und Vereinheitlichung der Maschinenbauprodukte trägt zur Spezialisierung der Produktion, Reduzierung der Produktpalette und Steigerung ihrer Leistung bei und ermöglicht so einen breiteren Einsatz von Fließverfahren und Fertigungsautomatisierung.

1.2 Grundlagen der Präzisionsbearbeitung

1.2.1 Das Konzept der Verarbeitungsgenauigkeit. Das Konzept der zufälligen und systematischen Fehler. Ermittlung des Gesamtfehlers

Die Präzision bei der Herstellung eines Teils wird als der Grad der Übereinstimmung seiner Parameter mit den vom Konstrukteur in der Arbeitszeichnung des Teils angegebenen Parametern verstanden.

Die Übereinstimmung der Teile - real und vom Konstrukteur spezifiziert - wird durch folgende Parameter bestimmt:

Die Genauigkeit der Form des Teils oder seiner Arbeitsflächen, normalerweise gekennzeichnet durch Ovalität, Konizität, Geradheit und andere;

Die Genauigkeit der Abmessungen der Teile, bestimmt durch die Abweichung der Abmessungen vom Nennwert;

Die Genauigkeit der relativen Lage der Flächen, gegeben durch Parallelität, Rechtwinkligkeit, Konzentrizität;

Oberflächenqualität, bestimmt durch Rauheit und physikalische und mechanische Eigenschaften (Material, Wärmebehandlung, Oberflächenhärte und andere).

Die Verarbeitungsgenauigkeit kann auf zwei Arten erreicht werden:

Durch Einstellen der Größe des Werkzeugs nach der Methode der Probedurchgänge und -messungen und automatisches Ermitteln der Abmessungen;

Einrichten der Maschine (einmaliges Einstellen des Werkzeugs in eine bestimmte Position relativ zur Maschine beim Einrichten für eine Operation) und automatisches Beziehen der Abmessungen.

Die Bearbeitungsgenauigkeit beim Ausführen einer Operation wird automatisch durch die Steuerung und Neueinstellung eines Werkzeugs oder einer Maschine erreicht, wenn Teile das Toleranzfeld verlassen.

Die Genauigkeit steht im umgekehrten Verhältnis zur Arbeitsproduktivität und den Verarbeitungskosten. Die Verarbeitungskosten steigen bei hoher Genauigkeit stark an (Abbildung 1.2.1, Abschnitt A) und bei niedriger Genauigkeit - langsam (Abschnitt B).

Die wirtschaftliche Genauigkeit der Bearbeitung ist auf Abweichungen von den Nennmaßen der bearbeiteten Oberfläche zurückzuführen, die unter normalen Bedingungen bei Verwendung von gebrauchsfähigen Geräten, Standardwerkzeugen, durchschnittlicher Qualifikation des Arbeiters und zu einem Zeit- und Geldaufwand, der diese Kosten für andere nicht übersteigt, erreicht wird vergleichbare Verarbeitungsmethoden. Es hängt auch vom Material des Teils und der Bearbeitungszugabe ab.

Abbildung 1.2.1 - Abhängigkeit der Bearbeitungskosten von der Genauigkeit

Abweichungen der Parameter eines Realteils von den angegebenen Parametern werden als Fehler bezeichnet.

Gründe für Verarbeitungsfehler:

Fertigungsungenauigkeiten und Verschleiß der Maschine und der Geräte;

Fertigungsungenauigkeiten und Verschleiß des Schneidwerkzeugs;

Elastische Verformungen des AIDS-Systems;

Thermische Verformungen des AIDS-Systems;

Verformung von Teilen unter dem Einfluss von Eigenspannungen;

Ungenauigkeit beim Einstellen der Maschine auf die Größe;

Ungenauigkeit beim Einstellen, Basieren und Messen.

Steifigkeit https://pandia.ru/text/79/487/images/image003_84.gif "width =" 19 "height =" 25 ">, gerichtet entlang der Normalen zur behandelten Oberfläche, zur Verschiebung der Werkzeugklinge, gemessen in Wirkrichtung dieser Kraft (N/µm).

Der Kehrwert der Steifigkeit wird als Nachgiebigkeit des Systems bezeichnet (μm / N)

Systemverformung (μm)

Thermische Verformungen.

Die in der Schnittzone entstehende Wärme verteilt sich zwischen den Spänen, dem Werkstück, dem Werkzeug und wird teilweise an die Umgebung abgegeben. Beim Drehen werden beispielsweise 50 ... 90 % der Wärme an die Späne abgegeben, 10 ... 40 % an den Fräser, 3 ... 9 % an das Werkstück, 1 % an die Umgebung.

Durch die Erwärmung des Fräsers während der Bearbeitung erreicht seine Dehnung 30 ... 50 µm.

Verformung durch Eigenspannung.

Eigenspannungen entstehen bei der Herstellung von Rohlingen und bei deren Bearbeitung. Bei Gussrohlingen, Stanz- und Schmiedeteilen treten Eigenspannungen durch ungleichmäßige Abkühlung und bei der Wärmebehandlung von Teilen – durch ungleichmäßige Erwärmung und Abkühlung und Gefügeumwandlungen – auf. Um innere Spannungen in gegossenen Knüppeln ganz oder teilweise abzubauen, werden diese einer natürlichen oder künstlichen Alterung unterzogen. Eine natürliche Alterung tritt auf, wenn das Werkstück längere Zeit an der Luft gehalten wird. Die künstliche Alterung erfolgt durch langsames Erhitzen der Rohlinge auf 500 ... 600font-size: 14.0pt"> Um Eigenspannungen in Stanz- und Schmiedeteilen abzubauen, werden diese normalisiert.

Die Ungenauigkeit beim Einstellen der Maschine auf eine vorgegebene Größe ist darauf zurückzuführen, dass beim Einstellen des Schneidwerkzeugs mit Messwerkzeugen oder am Fertigteil Fehler auftreten, die die Bearbeitungsgenauigkeit beeinträchtigen. Die Verarbeitungsgenauigkeit wird durch eine Vielzahl verschiedener Gründe beeinflusst, die systematische und zufällige Fehler verursachen.

Die Fehler werden nach folgenden Grundregeln aufsummiert:

Systematische Fehler werden unter Berücksichtigung ihres Vorzeichens, also algebraisch, aufsummiert;

Die Summation von systematischen und zufälligen Fehlern erfolgt rechnerisch, da das Vorzeichen des zufälligen Fehlers im Voraus unbekannt ist (ungünstigstes Ergebnis);

- zufällige Fehler werden durch die Formel zusammengefasst:

Schriftgröße: 14.0pt "> wobei - Koeffizienten je nach Kurventyp

Verteilung von Komponentenfehlern.

Wenn die Fehler dem gleichen Verteilungsgesetz gehorchen, dann .

Dann Schriftgröße: 14.0pt "> 1.2.2 Verschiedene Arten von Montageflächen von Teilen und

die Sechs-Punkte-Regel. Grundlagen sind Design, Montage,

technologisch. Basisfehler

Abbildung 1.2.2 - Position des Teils im Koordinatensystem

Um dem Werkstück sechs Freiheitsgrade zu nehmen, sind sechs feste Ankerpunkte in drei senkrechten Ebenen erforderlich. Die Positioniergenauigkeit des Werkstücks hängt vom gewählten Positionierschema ab, dh der Anordnung der Kontrollpunkte auf den Werkstückunterseiten. Die Referenzpunkte auf dem Basisdiagramm werden durch konventionelle Symbole dargestellt und mit fortlaufenden Nummern nummeriert, beginnend mit der Basis, auf der sich die meisten Referenzpunkte befinden. In diesem Fall sollte die Anzahl der Werkstückvorsprünge auf dem Ortungsschema für ein klares Verständnis der Platzierung von Passpunkten ausreichend sein.

Die Basis ist eine Menge von Flächen, Linien oder Punkten eines Teils (Werkstücks), an denen sich andere Flächen des Teils während der Bearbeitung oder Messung orientieren, oder an denen andere Teile einer Einheit, Einheit während der Montage ausgerichtet werden .

Konstruktionsgrundlagen sind Flächen, Linien oder Punkte, zu denen der Konstrukteur die relative Position anderer Flächen, Linien oder Punkte in der Arbeitszeichnung eines Teils festlegt.

Baugruppenbasen sind die Oberflächen eines Teils, die seine Position relativ zu einem anderen Teil in einem montierten Produkt bestimmen.

Als Montagegrundlagen werden die Oberflächen des Teils bezeichnet, mit deren Hilfe es beim Einbau in ein Gerät oder direkt an einer Maschine ausgerichtet wird.

Als Messgrundlagen werden Flächen, Linien oder Punkte bezeichnet, zu denen bei der Bearbeitung eines Teils Bemaßungen gezählt werden.

Montage- und Messgrundlagen werden im technologischen Prozess der Bearbeitung eines Teils verwendet und werden als technologische Grundlagen bezeichnet.

Die Hauptmontagegrundlagen sind die zur Montage des Teils während der Bearbeitung verwendeten Flächen, an denen die Teile in der montierten Einheit oder Einheit relativ zu anderen Teilen ausgerichtet werden.

Montagehilfsuntergründe werden als Oberflächen bezeichnet, die für die Verarbeitung des Teils im Produkt nicht benötigt werden, sondern speziell bearbeitet werden, um das Teil während der Bearbeitung zu montieren.

Je nach Standort im technologischen Prozess werden die Installationsgrundlagen in Roh (primär), Zwischen und Finish (final) unterteilt.

Bei der Auswahl von Finishing-Basen sollten Sie sich nach Möglichkeit am Prinzip der Basenkombination orientieren. Beim Kombinieren des Installationssockels mit dem Designsockel beträgt der Positionierungsfehler null.

Das Prinzip der Einheit der Untergründe - eine gegebene Fläche und eine Fläche, die in Bezug darauf eine gestalterische Unterlage ist, werden mit der gleichen Unterlage (Einstellung) bearbeitet.

Das Prinzip der Konstanz des Verlegeuntergrundes besteht darin, dass bei allen technologischen Verarbeitungsvorgängen der gleiche (permanente) Verlegeuntergrund verwendet wird.

Abbildung 1.2.3 - Ausrichtung der Basen

Der Positionierfehler ist die Differenz der Grenzabstände der Messbasis relativ zum auf die Größe eingestellten Werkzeug. Der Positionierfehler tritt auf, wenn die Mess- und Einstellfüße des Werkstücks nicht ausgerichtet sind. In diesem Fall wird die Lage der Messfüße einzelner Werkstücke in der Charge relativ zur zu bearbeitenden Oberfläche unterschiedlich sein.

Als Positionsfehler beeinflusst der Positionsfehler die Genauigkeit der Abmessungen (außer diametrale und Verbindungsflächen, die gleichzeitig mit einem Werkzeug oder einer Werkzeugeinstellung bearbeitet werden), die Genauigkeit der relativen Position von Flächen und beeinflusst nicht die Genauigkeit von ihre Formen.

Fehler bei der Werkstückinstallation:

,

wo ist die Ungenauigkeit der Werkstückbasis;

Ungenauigkeiten in der Form der Referenzflächen und Lücken zwischen -

tun sie und unterstützende Elemente von Geräten;

Werkstückspannfehler;

Der Positionsfehler der Verstellelemente beträgt

Faulheit an der Maschine.

1.2.3 Statistische Methoden der Qualitätskontrolle

technologischer Prozess

Statistische Untersuchungsmethoden ermöglichen es uns, die Genauigkeit der Verarbeitung anhand der Verteilungskurven der tatsächlichen Abmessungen der in der Charge enthaltenen Teile zu bewerten. In diesem Fall gibt es drei Arten von Verarbeitungsfehlern:

Systematisch dauerhaft;

Systematisch regelmäßig wechselnd;

Willkürlich.

Systematische Dauerfehler werden durch die Einstellung der Maschine leicht erkannt und beseitigt.

Ein Fehler wird als systematisch sich regelmäßig ändernd bezeichnet, wenn während der Bearbeitung ein Muster in der Änderung des Fehlers des Teils entsteht, beispielsweise unter dem Einfluss des Verschleißes der Schneidwerkzeugklinge.

Zufällige Fehler entstehen unter dem Einfluss vieler Gründe, die nicht durch irgendeine Abhängigkeit miteinander verbunden sind, daher ist es unmöglich, das Änderungsmuster und die Größe des Fehlers im Voraus zu bestimmen. Zufällige Fehler verursachen Maßstreuungen in einer Charge von Teilen, die unter den gleichen Bedingungen verarbeitet werden. Der Streubereich (Feld) und die Art der Verteilung der Abmessungen der Teile werden aus den Verteilungskurven bestimmt. Um die Verteilungskurven darzustellen, werden die Abmessungen aller in einer bestimmten Charge bearbeiteten Teile gemessen und in Intervalle unterteilt. Bestimmen Sie dann die Anzahl der Details in jedem Intervall (Häufigkeit) und erstellen Sie ein Histogramm. Indem wir die Mittelwerte der Intervalle mit Geraden verbinden, erhalten wir eine empirische (praktische) Verteilungskurve.

Abbildung 1.2.4 - Zeichnen der Größenverteilungskurve

Bei der automatischen Ermittlung der Abmessungen von Teilen, die auf vorkonfigurierten Maschinen verarbeitet werden, folgt die Größenverteilung dem Gaußschen Gesetz - dem Gesetz der Normalverteilung.

Die Differentialfunktion (Wahrscheinlichkeitsdichte) der Normalverteilungskurve hat die Form:

,

gle ist eine variable Zufallsvariable;

Die Standardabweichung einer Zufallsvariablen https://pandia.ru/text/79/487/images/image025_22.gif "width =" 25 "height =" 27 ">;

Durchschnittswert (mathematischer Erwartungswert) einer Zufallsvariablen

Die Basis der natürlichen Logarithmen.

Abbildung 1.2.5 - Normalverteilungskurve

Durchschnittswert einer Zufallsvariablen:

Effektivwert:

Weitere Vertriebsgesetze:

Gleichwahrscheinlichkeitsgesetz mit einer Verteilungskurve mit

Rechteckansicht;

Dreiecksgesetz (Simpson-Gesetz);

Maxwell-Gesetz (Streuung der Werte von Schwebung, Ungleichgewicht, Exzentrizität usw.);

Das Gesetz des Moduls der Differenz (die Verteilung der Ovalität zylindrischer Oberflächen, Nichtparallelität der Achsen, Abweichung der Gewindesteigung).

Die Verteilungskurven geben keine Vorstellung von der zeitlichen Änderung der Streuung der Teilegrößen, dh der Reihenfolge ihrer Verarbeitung. Zur Regelung des technologischen Prozesses und der Qualitätskontrolle werden die Methode der Mediane und Einzelwerte sowie die Methode der arithmetischen Mittelwerte und Größen verwendet https://pandia.ru/text/79/487/images/image031_21.gif "width =" 53 "height =" 24 " >, was größer ist als die Shortcodes-Methode ">

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Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation

Bundeszentrale für Bildung

zum Thema "Neue Technologien in der Automobilindustrie"

Saratow 2013

Einführung

Abschluss

Einführung

Um den Wettbewerb auf dem Weltmarkt zu erhöhen, betreiben Automobilunternehmen wissenschaftliche Forschung, die die notwendige Anwendung innovativer Technologien ermöglicht. Von den Anfängen der ersten Automobile und deren Markteinführung bis heute hat sich die Automobiltechnik in rasantem Tempo weiterentwickelt. Werfen wir einen Blick auf neue Technologien in Autos, die Sie vielleicht interessieren könnten. Die Technik im Automobil hat sich im Laufe der Zeit enorm verändert. Automobiltechnologien werden ständig aktualisiert, um den Komfort und die Sicherheit der Autobesitzer zu verbessern. Es besteht kein Zweifel, dass die Kosten für Fahrzeuge mit den modernsten Technologien hoch sind. Aber wenn Autos stilvoller, komfortabler und energieeffizienter sind, dann sind die Menschen bereit, mehr in sie zu investieren. Im Folgenden sind einige der neuen Technologien in Autos aufgeführt.

1. Ingenieure bauten interaktive Autofenster

Motorisierung interaktiver Busmotor

Bildschirme in der Rückenlehne erscheinen manchen Profis zu bescheiden. Einen Film gucken oder Computerspiele spielen – ist das Set nicht zu mager? Was ein Auto sonst noch besetzen kann, haben sich Forscher aus Israel ausgedacht.

Concern General Motors lud Lehrer und Studenten der Bezalel Academy of Arts ein, neue Wege zu entwickeln, um Passagiere auf den Rücksitzen, insbesondere Kinder, auf einer langen Reise zu unterhalten. Das Projekt hieß "Windows of Opportunity" (WOO), und die hinteren Seitenscheiben sollten das Hauptelement des Systems sein.

Solche Glasbildschirme können auf Basis transparenter LCD-Technologie realisiert werden, oder hier können Beamer und Kameras zum Gestentracking eingesetzt werden. Tatsächlich war GM in diesem Fall mehr an Software als an möglicher Hardware interessiert. Mehrere Anwendungen wurden auf diese Weise geboren.

Der erste von ihnen hieß Otto. Dies ist ein animierter Charakter, als würde er in einer echten Landschaft vor dem Fenster laufen. Er weiß, wie er auf Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Geländes oder des Wetters reagieren muss.

Das zweite Programm - Foofu - imitiert beschlagenes oder frostiges Glas, auf dem kleine Passagiere gerne mit dem Finger zeichnen.

Spindow ist bereits für die Präsenz des WOO-Systems in vielen Fahrzeugen weltweit ausgelegt.

Es wird davon ausgegangen, dass eine Person überall auf dem Planeten auf einem interaktiven Globus auswählen und die reale Landschaft vor seinem Fenster durch einen Blick aus dem Fenster eines fremden Autos ersetzen kann, der in Echtzeit über das Internet übertragen wird.

Die neueste App, Pond, ist ebenfalls für die Kommunikation zwischen Autos konzipiert, diesmal jedoch zwischen Autos, die auf derselben Autobahn fahren.

Mit "Teich" können Sie Nachrichten auf das Fenster schreiben und für Nachbarn im Stream sichtbar machen. Darüber hinaus kann der Programmstarter über Menüs Lieblingstitel auswählen und sogar Musikkompositionen mit Nachbarn austauschen.

Die Jerusalemer Experimentatoren testeten all diese Möglichkeiten mit dem WOO-Prototyp, der aus einer echten Autohecktür, einem Beifahrersitz, einer Reihe von Projektoren und einem EyeClick-Gestenverfolgungssystem erstellt wurde, das jedes Display in einen Multi-Touchscreen verwandelt. Und wie das alles in der finalen Version funktionieren soll, seht ihr in dem von GM präsentierten Video.

Das Thema Unterhaltung der Fondpassagiere beschäftigt nicht nur den amerikanischen Riesenkonzern. Im vergangenen Herbst starteten die Australier beispielsweise ein Projekt zur Entwicklung eines holografischen Systems für das Heck des Autos. Und wieder ist die Innovation zunächst einmal für Kinder gedacht.

Und bereits 2011 führten Toyota Motor Europe und das Copenhagen Institute for Interaction Design (CIID) ein WOO-ähnliches Konzeptsystem „Window to the World“ ein.

Auch „Window to the World“ nutzt das Prinzip der Augmented Reality aktiv aus, so dass auch hier das Programm zum Zeichnen mit dem Finger auf der Seitenscheibe des Autos zu sehen ist.

Aber nach Toyotas Idee heften sich die auf das Glas gemalten Zeichnungen an die Landschaft und verschieben sich mit der Fortbewegung des Autos.

Die zweite interessante Funktion ist das Zoomen (Annähern) entfernter Objekte. Der Beifahrer braucht nur ein Stück der Landschaft in einen Rahmen zu nehmen und mit den Fingern an den Rändern zu ziehen, so wie die Besitzer von "iPhones" die Bilder auf dem Bildschirm vergrößern.

Auch "Window to the World" misst die Entfernung zu verschiedenen Objekten im Sichtfeld und zeigt Werte auf dem Glas an.

Das vierte Programm ist für Reisen in andere Länder konzipiert und bietet ein Eintauchen in eine fremdsprachige Umgebung und markiert daher Objekte in der Sprache des Gebiets, durch das der Weg führt.

Die fünfte konzeptionelle Anwendung im Rahmen dieses Projektes sind „virtuelle Aufstellungen“. Die Idee ist, dass das Panoramadach des Autos die Umrisse der Konstellationen und Informationen darüber anzeigt und virtuelle Linien mit dem echten Sternenhimmel über ihnen kombiniert.

Das Video, das die Autofahrt mit Window to the World zeigt, zeigt tatsächlich eine statische Simulation. Aus diesem Grund sei das Mädchen nicht angeschnallt, entschuldigt sich das Unternehmen (Foto von Toyota Motor Europe).

Ingenieure und Designer von Toyota Europe haben funktionierende Prototypen des Systems gebaut, aber dies ist bei weitem nicht die Art von Ausrüstung, die in ein Auto eingebaut werden könnte. Gleiches gilt jedoch für die australischen und amerikanisch-israelischen Projekte.

In all diesen Fällen erfordert die Erstellung von Augmented Reality noch viel Arbeit. Wie fotografiere ich externe Objekte im gewünschten Winkel und wie bestimme ich, aus welchem ​​Winkel der Betrachter virtuelle Linien betrachtet? Welche Art von Bildschirm sollte ich verwenden, um die Seitenfenster in eine interaktive Oberfläche zu verwandeln? Es gibt viele Fragen. Trotzdem ist ein Anfang gemacht.

2. Innovative Technologien zur Herstellung von Autoreifen

Wenn man sich den gewöhnlichsten Reifen für ein Auto ansieht, ist es schwer vorstellbar, dass Tausende von Wissenschaftlerteams an seiner Entwicklung arbeiten und Millionen, oft sogar Milliarden von Dollar in die Entwicklung des Designs eines Modells investiert werden. Aber dennoch ist es so. Und dieser Ansatz bei der Herstellung von Autoreifen trägt ausnahmslos Früchte. Darüber hinaus haben sie nicht nur einen monetären Wert und fallen in die Taschen der Besitzer von Reifenkonzernen. Es wirkt sich positiv auf unsere Sicherheit aus, ermöglicht uns Kosteneinsparungen durch Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und eröffnet die größtmöglichen Möglichkeiten für die Freude am Autofahren. Was steckt hinter den schwarzen Gummireifen? Wo geben Hersteller riesige Summen aus? Welchen Nutzen haben neue Materialien und Verfahren für uns? Lesen Sie dies und vieles mehr in der Artikelserie „Technologien für die Produktion von Autoreifen“.

Im Kampf um das Vertrauen und den Geldbeutel der Verbraucher inszenierten die „Reifenmonster“ kürzlich ein regelrechtes „Wettrüsten“ und überraschten die Automobil-Community abwechselnd mit Neuheiten und innovativen Entwicklungen in Serie. Viele der Innovationen sind wie zwei Erbsen in einer Schote. Es sei denn, die Namen sind unterschiedlich. Handelt es sich um Industriespionage oder um eine sensible Reaktion auf Marktbedürfnisse? Es liegt nicht an uns, zu entscheiden. Vor diesem Hintergrund ist es aber schlicht sinnlos, alle technologischen und gestalterischen Innovationen aller mehr oder weniger namhaften Hersteller aufzuzählen. Darüber hinaus in ein paar kleinen Artikeln. Daher haben wir uns entschlossen, uns auf die Beschreibung innovativer Lösungen eines der bekanntesten Anliegen der russischen Verbraucher - der Firma NOKIAN - zu konzentrieren.

Womit können uns finnische Ingenieure also überraschen? Es gibt viele Beispiele für einen verantwortungsvollen Umgang mit der Entwicklung und Herstellung von Autoreifen. In unserem heutigen Wasserartikel werden wir uns nur einige davon ansehen:

Entwicklung, um das seitliche Rutschen des Autos auch bei scharfen Manövern auszuschließen. Dies wird als Anti-Rutsch-Aussparung bezeichnet, die sich auf der Lauffläche vieler NOKIAN-Reifenmodelle befindet. Sie stellen Rillen im Schulterbereich des Reifens dar und haben scharfe Ecken, die für einen zuverlässigen Halt des Reifens mit der Fahrbahn sorgen.

Die nächste unkonventionelle Designlösung, die in der Massenproduktion Einzug gehalten hat, sind die „C“-förmigen Lamellen. Das Hauptziel der Entwicklung ist es, die Reifenstabilität zu erhöhen, ohne die Haftungseigenschaften zu beeinträchtigen. Das Ziel ist erreicht! Tatsächlich erzielen Autoreifen mit einem solchen Profil ihren Preis zu 100%.

Und noch einmal über den Beschützer. Finnische Entwickler haben ein grundlegend neues Lamellendesign vorgeschlagen, das sie mit sogenannten Krankheitserregern versorgt. Sie sehen aus wie kleine Risse und befinden sich am Rand der Steine. Sie werden nur bei bestimmten Wetterbedingungen aktiviert, nämlich auf glatten Straßen.

Da die Lauffläche der Hauptbestandteil der Reifenstruktur ist, ist die Aufmerksamkeit der Ingenieure nicht umsonst. Daher führen wir dieses Thema fort. Dreidimensionale Lamellen sind eine Lösung, mit der Sie das Verhalten des Reifens in den Längs- und Querlastvektoren stabilisieren können. Vor allem bei nasser Fahrbahn. Lamellen dieser Art, ausgestattet mit einem Double Mud Stopper O-Ring, dienen auch als Schutz der Lauffläche vor Schmutz, Steinen und Matsch, der zwischen Scheibe und Reifen gelangt.

Abschließend möchte ich noch auf die nahtlose Struktur des Wulstringes aufmerksam machen. Die Single Wire Bead-Technologie wurde speziell entwickelt, um die Reifenzuverlässigkeit auch unter extremen Betriebsbedingungen zu gewährleisten.

Stimmen Sie zu, die Liste der Ingenieurleistungen ist beeindruckend. Aber das ist nur ein kleiner Teil aller innovativen Entwicklungen des finnischen Konzerns. Lesen Sie in den folgenden Artikeln über weitere fortschrittliche Technologien!

3. FSI-Technologie - Direkteinspritzung

Eine Besonderheit des FSI-Motors ist die direkte Kraftstoffeinspritzung in die Zylinder. Jede Entwicklung einer neuen Automobileinheit stößt bei der Umsetzung immer auf gewisse Schwierigkeiten. Die Benzindirekteinspritzung als neue Technologie bildete keine Ausnahme von dieser Regel. Der Test wurde an Audi-Fahrzeugmodellen durchgeführt. Der Konzern "Mercedes" ließ auch nicht locker und brachte mehrere Motoren mit Direkteinspritzung des Kraftstoffgemisches auf den Markt. Der Motor ist neu. Pionier unter den Herstellern des 1. FSI-Motors, bei dem die Kraftstoffeinspritzung im Direktverfahren erfolgte, war die Firma Volkswagen. Um die Einführung neuer Technologien durchzuführen, wurde ein Modell eines Aluminium-Vierzylindermotors mit einem Volumen von 1588 Kubikzentimeter verwendet, die Leistung betrug 100 bis 15 PS und erreichte das maximale Drehmoment bei 4000 U / min. Das Verdichtungsverhältnis wurde höher als bei der Verwendung herkömmlicher Benzineinheiten erhalten. Beim FSI-Motor wird die externe Abgasrückführung durch die Funktionsweise von 2 Modi genutzt: eine homogene Ladung wird elektronisch verarbeitet und eine Schichtladung, die erste reduziert den Verbrauch, die zweite erzielt mehr Leistung. Die erwähnte Möglichkeit des technischen Fortschritts ist eine Errungenschaft der Moderne, bei der ein geringerer Kraftstoffverbrauch erzielt wird. Heute gelten diese innovativen Motoren als Produkt der nächsten Generation und machen einen deutlichen Sprung nach vorne in Bezug auf die Betriebseffizienz. Das Funktionsprinzip des FSI-Motors bietet dem Aggregat mit Fremdzündung neue Möglichkeiten. Dieser technologische Schritt ist in seiner Innovation vergleichbar mit den eingeführten GDI-Technologien für den Dieselmotor, bei denen Kraftstoff mittels Luftmassen direkt in den Zündraum eingespritzt wird, wodurch ein Speicher mit höherem Druck entsteht. Die FSI-Technologie für Motoren mit Mehrfacheinspritzung gilt offiziell als innovativ und bahnbrechend. Japanische Automobilhersteller gehörten zu den ersten, die diese GDI-Technologie beherrschten, da ihr Wesen und ihre Anwendung vor allem den Automobilunternehmen am nächsten und klarsten sind. Motoren, die das FSI-System verwenden, weisen eine Reihe von Unterschieden auf. Die Benzindirekteinspritzung (FSI-Motor) erfolgt direkt in den Brennraum. Dieser Vorgang wird als innere Gemischbildung bezeichnet, da die Bildung von brennbaren Kraftstoff-Luft-Gemischen direkt erst im Brennraum erfolgt. Die wichtigste Errungenschaft beim Betrieb des FSI-Motors ist der unbedingte Erfolg, hohe Leistung und eine effektive Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs in einem unerreichbaren Ausmaß zu verbinden. Die Verbesserung des Kraftstoffsystems trägt zu einer deutlichen Reduzierung der Emission schädlicher Gase bei. Der Hauptunterschied im Drehmomentbereich besteht darin, mehr Motorleistung zu erzielen. Dieses Merkmal der Motorcharakteristik entstand aufgrund der horizontalen Anordnung der Düsen, und der Brennstoffbrenner erreicht die Zündkerzen, ohne den Kolben zu berühren. FSI-Motoren, ihre Vorteile. Dank der innovativen Benzindirekteinspritzung werden eine hohe Leistung und ein hoher Wirkungsgrad beim Einsatz von Kraftstoffgemischen erreicht. Diese beste Ökonomie erreicht eine gute Nachhaltigkeitsbilanz. Mit einem solchen Motor unter der Motorhaube Ihres Autos haben Sie ein unvergleichliches Vergnügen, Ihr "eisernes Pferd" zu besitzen. Die tatsächliche Einsparung des Kraftstoffgemischs beim Betrieb des FSI-Motors beträgt im Vergleich zu ähnlichen Fahrzeugtypen bei gleichen Betriebsbedingungen fünfzehn Prozent. Die angewandte innovative Technologie ermöglicht es Ihnen, ohne Drosselklappe zu arbeiten. Ausschlaggebend für die Erzielung solcher Indikatoren war das Schichtladungsprinzip, das im Moment des Erreichens der Teillast und im Homogenbetrieb den Motor auf Volllast setzt. Der unter Last betriebene FSI-Motor bietet erhöhte Kompressionsgewinne sowie Motorausnutzung und -leistung. Bei der beschriebenen Motorbetriebsart ist es erforderlich, das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch ein Direktzündverfahren direkt an den Zündkerzen zuzuführen. Der Rest der Brennkammer wird kompakt mit einem Gemisch gefüllt, was zu einer übermäßigen Anreicherung der Luftmasse führt. Mit diesem Ergebnis wird der Motorbetrieb ohne Anwesenheit des Eingangsstroms des bereits erwähnten Gemisches sichergestellt. Die Luftschicht und die Direkteinspritzung des Motors erzeugen ein vollständiges Isolierfeld um das brennbare Gemisch, wodurch mögliche Wärmeverluste vermieden werden. Dieses Prinzip des Motorbetriebs hat erhebliche Vorteile. Leider wurde die Verwendung dieses Motormodells vor nicht allzu langer Zeit gemeistert. Der Betrieb dieses Motors gab den Konstrukteuren der Automobilhersteller Anstoß zur Neuentwicklung einer Vielzahl neuer Aggregate und Baugruppen. Das Kraftstoffeinspritzsystem wird von einer einzigen Hochdruck-Kolbenpumpe gesteuert, die speziell für diesen Zweck entwickelt und installiert wurde. Ein ausreichender Druck wird aufrechterhalten, indem die erforderliche Menge an Kraftstoffgemisch zugeführt wird. Der FSI-Motor wird durch den Einbau eines Sensors und eines Katalysators verbessert. Der Alltagsbetrieb erhöht das Potenzial des Motors, Kraftstoffgemisch einzusparen. Zuvor haben wir nur die positiven Eigenschaften, Vielseitigkeit und Praktikabilität des FSI-Motors festgestellt, aber es gibt auch eine negative Seite - es ist der harte und laute Betrieb des Motors dieser Modifikation. Aber ohne diesen Wermutstropfen zu betrachten, wächst die Popularität des FSI-Motors weiter.

Abschluss

Wir leben in einem Zeitalter der Hochtechnologien, und der Boom der Intellektualisierung von allem, was ein Mensch nutzt, hat das Auto erreicht. Heute entwickelt die Automobilindustrie nicht nur die besten Teile und komfortables Design, sondern auch Systeme, die es Autos ermöglichen, zu kommunizieren, ihre eigene Route zu planen und die Umwelt zu schonen.

Jedes Jahr erfreut die Automobilindustrie Autofahrer mit der Veröffentlichung neuer und vielversprechender Modelle. Designer und Maschinenbauer streben danach, ihre Modelle zur Perfektion zu bringen, indem sie neue Komponenten und Teile entwickeln und einführen.

Die Automobilindustrie steht nicht still und geht zuversichtlich zu neuen Errungenschaften zum Wohle der ganzen Menschheit.

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Ebene und globale Probleme der Motorisierung in der Welt und in Russland. Dynamik der Automobilproduktion: Triebkräfte und Entwicklungstrends. Russischer Automobilmarkt: Import, Export; eine breite Palette alternativer Kraftstoffe und Technologien; Volvo-Autos.

Ist eine der ersten Branchen, in der 3D-Technologien kommerzielle Anwendung gefunden haben: Bereits 1988 begann der Ford-Konzern mit 3D-Druckern, um einzelne Prototypenelemente zu drucken.

Heute nutzt dieser Wirtschaftszweig die Fortschritte bei additiven Technologien und 3D-Scannen. 3D-Druck ist der ideale Weg, um Prototypen, Funktionsteile und Baugruppen sowie Werkzeuge und Formen herzustellen. Es spart Zeit und Geld in der Produktentwicklung und beim Gießen, indem es die Herstellung geometrisch komplexer Teile mit hoher Detailgenauigkeit ermöglicht. 3D-Scanner und spezialisierte Software auf einem neuen Niveau lösen die Probleme der Geometriekontrolle und des Reverse Engineering, verkürzen die Produktionszeit von Autos, tragen zu einer höheren Produktqualität und einer Verringerung des Ausschusses bei.

Einige große Autohersteller haben bereits mit der Massenproduktion von Komponenten für ihre klassischen Modelle oder Custom Cars auf 3D-Druckern begonnen. Marktführer investieren massiv in den Aufbau additiver Technologiezentren für die Pilotproduktion. BMW hat beispielsweise ein solches Zentrum - es produziert mehr als 100.000 Komponenten pro Jahr, und 2019 soll ein weiterer großer Komplex eröffnet werden.

Nissan-Werk in St. Petersburg: 3D-gedruckte Teile (im Foto weiß) dienen zur Befestigung des Heckdeckels. Foto: Wedomosti / Nissan

Fortschritte bei 3D-Drucktechnologien und die Entwicklung neuer Materialien mit verbesserten physikalischen Eigenschaften ermöglichen auch die Einführung radikal neuer, innovativer Ideen. Zum Beispiel verhindert die 'Airless'-Reifentechnologie des Michelin Visionary Concept mit der Möglichkeit, das Profilmuster je nach Wetterlage zu ändern, Reifenpannen, Probleme mit niedrigem Druck und andere Fahrrisiken.

Vielleicht ist ein vollständig 3D-gedrucktes Auto in nicht allzu ferner Zukunft Realität. All dies sind jedoch die Errungenschaften westlicher Autohersteller. Wie sind die Situation und die Perspektiven für die Entwicklung additiver Technologien in Russland? In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die Vorteile des 3D-Drucks, betrachten die Anwendung von Innovationen im heimischen Automarkt sowie praktische Umsetzungsbeispiele.

Wie 3D-Druck in der Automobilindustrie eingesetzt wird

Additive Technologien lösen effektiv folgende Probleme der Automobilproduktion:

• Erstellung von Funktionsprototypen;
• Erstellung von ausgebrannten und verlorenen Wachsmodellen zum Gießen;
• Herstellung von Werkzeugen und Formen;
• Kleinserienfertigung.

Prototyping wird die Produktion für Unternehmen optimieren, die Autos herstellen (aber keine fertigen Modelle zusammenbauen), sowie für Hersteller von Autokomponenten, die an das Förderband geliefert werden.

Mittels topologischer Optimierung kann der Konstrukteur nahezu jede beliebige Geometrie des Bauteils definieren und in späteren Entwicklungsstadien Änderungen am Design vornehmen. Das 3D-Modell wird vom CAD an einen 3D-Drucker übertragen, der schnell Prototypen, Werkzeuge oder Formen für Spritzgussprodukte druckt. Dies reduziert Produktionskosten, Produktentwicklung und Time-to-Market. Insbesondere kann das Unternehmen zeitgleich mit der Produktion eines Autos die operative Produktion von Komponenten einrichten.

Dank 3D-Druck hat das Nissan-Werk in St. Petersburg 2017 mehr als 1 Million Rubel eingespart, ohne die Produktion von Werkzeugen nebenher zu bestellen

Zubehör und Produkte, die die geforderten Festigkeitseigenschaften erfüllen, können mit nur einem 3D-Drucker direkt im Werk hergestellt werden. Es druckt Teile unterschiedlicher Nomenklatur, was bei der Verwendung von Werkzeugmaschinen und anderen traditionellen Werkzeugen unmöglich ist.

Technologien, die hauptsächlich für das Prototyping verwendet werden:

• FDM (Fused Deposition Modeling);
• SLS (selektives Lasersintern).

Werkzeuge und Formen, die aus Kunststoff und Photopolymerharz gedruckt werden, werden um ein Vielfaches billiger als Metalle.

Funktionale Produkte können auch mit Metall-3D-Druckern (zum Beispiel mit SLM-Technologie) hergestellt werden. Der Metall-3D-Druck eignet sich auch für die Kleinserienfertigung, einschließlich der Herstellung kundenspezifischer Produkte. Die neuesten Entwicklungen im Bereich der Metallpulver haben den Weg geebnet für die Herstellung leichterer, dichterer und teilweise haltbarerer Teile. Dank topologischer Optimierung auf einem 3D-Drucker ist es möglich, Komponenten mit komplexen Formen und Texturen (mit Zellstruktur, internen Kanälen usw.) zu züchten, einschließlich Ganzmetallkomponenten, die zuvor aus mehreren Elementen zusammengesetzt wurden.

Westliche Erfahrung: Zahlen und Fakten

Das Renault Sport Formel-1-Team war eines der ersten, das 3D-Druck für das Prototyping einsetzte. Heute hat eine kleine Gruppe von Ingenieuren die Möglichkeit, Hunderte von Teilen pro Woche für Windkanaltests zu produzieren, innovative Teile für Tests und Installationen auf Feuerbällen zu entwickeln und den F&E-Prozess allgemein zu beschleunigen. Dank SLA- und SLS-Technologien von 3D Systems dauert die Herstellung komplexer Automobilteile nicht Wochen, sondern nur wenige Stunden.

BMW war einer der ersten Automobilhersteller, der eine Charge von Tausenden von Metallteilen für den BMW i8 Roadster in 3D druckte. Das Cabrio-Verdeck dieses Roadsters verfügt über eine additiv gefertigte Aluminiumlegierungskomponente mit einem innovativen bionischen Design, das natürlichen Formen folgt. Das neue Produkt weist gegenüber seinem im Spritzgussverfahren hergestellten Analogon eine höhere Steifigkeit sowie ein geringeres Gewicht auf.

Steeda Autosports, der größte Hersteller von Zubehör für Ford, verwendet Vollfarb-3D-Drucktechnologie für Prototypen von Komponenten, die vom Ölerdeckel bis zu den gegossenen kalten Ansaugrohren reichen. Das Ergebnis: Verkürzte Time-to-Market um mehrere Wochen, wodurch 3.000 US-Dollar pro Stück durch geringere Bearbeitungs- und Werkzeugkosten eingespart werden.

Michelin verwendet Metall-3D-Drucker, um in eine Form zum Trennen der Lamellen einzufügen - die am stärksten abgenutzten Teile des Reifens. Die Wahl einer neuen Technologie anstelle des bisher verwendeten Stanzens und Fräsens liegt an der feinkörnigen Struktur des Metalls, der besseren Wärmeleitfähigkeit und dem dadurch geringeren Verschleiß.

Weitere Umsetzungsstories - in unserem Blog!

Erwartet Russland einen Boom bei additiven Technologien?

Im Spätsommer und Frühherbst fanden in Moskau mehrere internationale Großveranstaltungen der Automobilindustrie statt, an denen Spezialisten von iQB Technologies teilnahmen. Dies ist zunächst der Moskauer Autosalon, auf dem wir viele vielversprechende Entwicklungen im Inland gesehen haben. Die allgemeine Aufmerksamkeit erregte die Familie der Executive- und High-Class-Autos "Aurus" (Projekt "Cortege") und neue Artikel von VAZ, die ihr "klassisches" Programm schlossen und "Vesta" zeigten, aktualisierte "Grant" auch wie das Konzept des neuen "Niva 4x4". Yandex wirbt weiterhin erfolgreich für sein selbstfahrendes Autoprojekt, und Besucher des Autohauses konnten eine aufregende Taxifahrt ohne Fahrer unternehmen. Die am meisten diskutierte Entwicklung der Saison war jedoch das Konzept eines Elektroautos CV-1 in der Karosserie eines alten "Moskowiter", das von "Kalashnikov" auf dem militärisch-technischen Forum "Army-2018" vorgestellt wurde. Es lässt sich festhalten, dass sich die russische Autoindustrie langsam aber sicher in die globale Richtung bewegt.

Der Absatzhoch auf dem russischen Automarkt fiel 2012, dann begann ein Rückgang, der noch nicht überwunden ist. Die von der Regierung der Russischen Föderation entwickelte Strategie zur Entwicklung der Automobilindustrie für 2018-2025 soll die Situation verbessern. Sie definiert klar die vorrangigen Aufgaben der Branche – die Steigerung der Produktion eigener Automodelle und hochwertiger Autokomponenten sowie die Herstellung von Verbindungen zwischen den Herstellern von Autokomponenten. In diesem Fall sollte die Lokalisierung mindestens 70 % betragen.

Neuheiten des Moskauer Autosalons: Aurus "Senat" - russisches Auto der Oberklasse

Wenn Russland in den 1990er Jahren praktisch keine Autos produzierte und Gebrauchtwagen aus Japan oder Deutschland kaufte, gab es Anfang der 2000er Jahre bereits 15 große Autofabriken im Land. Es ist klar, dass mit einer realen Lokalisierung von 50-70% ein erheblicher Teil der Wertschöpfung von Teilen im Ausland geschaffen wird (sie werden in Russland geliefert und montiert), aber heute bedienen wir unseren Inlandsmarkt vollständig. Die beliebtesten Modelle – wie Solaris, Polo, Rapid – werden in Russland produziert.

Gemäß der Regierungsstrategie beträgt der Anteil der Unternehmen, der für Innovationen und Neuentwicklungen verwendet wird, inzwischen etwa 15 %. Ziel ist es, diesen Wert auf weltweit 25-30% zu bringen, was gute Perspektiven für die Einführung von 3D-Technologien in der russischen Automobilindustrie eröffnet.

Für einheimische Autohersteller ist die additive Richtung noch fast unerschlossenes Terrain, daher gibt es nur sehr wenige Informationen über den Einsatz von 3D-Technologien. Die Zeitung Vedomosti berichtet, dass die Gruppe "GAS" verwendet 3D-Druck, um Prototypen von Maschinenteilen zu erstellen, so ein Sprecher. Laut der offiziellen Website des Altai-Territoriums ist das Unternehmen "KamAZ" dieses Jahr erhielt sie zwei einzigartige in Russland hergestellte 3D-Drucker. Diese Maschinen drucken hochpräzise Sandformen für den Stahlguss.

Wenn wir über ausländische Hersteller in Russland sprechen, geben wir ein Beispiel für eine Allianz Renault-Nissan: Er hat in seinen westeuropäischen Fabriken mit der Einführung additiver Technologien begonnen, jetzt ist Russland an der Reihe. Im Nissan-Werk in St. Petersburg drucken 3D-Drucker Prototypen und Werkzeuge sowie Vorrichtungen zum Kalibrieren von Türen, Scheinwerfern und Sensoren. Dadurch konnte das Unternehmen im Jahr 2017 mehr als 1 Million Rubel einsparen, ohne die Herstellung von Werkzeugen nebenher zu bestellen. In Moskau nutzt das Renault-Werk 3D-Drucker, um die Schutzelemente der verwendeten Werkzeuge herzustellen.

Das Potenzial des 3D-Drucks für den Automobilmarkt

3D-gedruckte Burnout-Gießereien ermöglichen Renault Formel 1 die schnelle Herstellung großer, komplexer Metallteile

Der 3D-Druck ermöglicht Herstellern von Autos und Autokomponenten also eine Reihe von Vorteilen:

1. Verkürzung der Zeit in der Phase der Produktentwicklung und des Gießens;
2. Zeit- und Kostenersparnis bei der Herstellung von Werkzeugen und Formen;
3. Verweigerung von Dienstleistungen von Auftragnehmern-Herstellern von Ausrüstung;
4. Durchführung von technologischen Experimenten und Funktionstests;
5. Herstellung geometrisch komplexer Produkte mit kleinen Details, die mit traditionellen Methoden nicht hergestellt werden können;
6. Reduzierung des Teilegewichts und Materialeinsparung durch topologische Optimierung;
7. Beschleunigung der Markteinführung eines neuen Produkts oder einer exklusiven Serie.

In einem immer härter werdenden Wettbewerbsumfeld wird das Thema der Anwendung von Innovationen immer akuter. Eine wachsende Zahl von Automobilherstellern auf der ganzen Welt erkennt die Vorteile der 3D-Technologie, um Fertigungsprozesse zu optimieren. Wie wir gesehen haben, werden additive Verfahren in der russischen Automobilindustrie erst seit relativ kurzer Zeit eingeführt und werden nur von wenigen großen Unternehmen russischer oder ausländischer Autogiganten verwendet.

In der heutigen russischen Realität stößt die Einführung der additiven Fertigung auf viele Hindernisse, darunter eine unzureichende Automatisierung vieler Fabriken und fehlende Finanzierung. 3D-Drucktechnologien wie das selektive Laserschmelzen Yakov Bondarev

Manager von einzigartigen Industrieprojekten zur Implementierung von 3D-Technologien in den Produktionszyklus. Der zentrale Arbeitsbereich ist die Automobilindustrie. Jacob ist seit langem vom Thema Auto und Motorsport fasziniert, sammelt Motorräder, nahm an Amateurwettbewerben teil. Er beherrscht aktiv die 3D-Modellierung und den 3D-Druck, moderne Materialien und Technologien im Bereich der Produktion. Yakov widmet seine Freizeit der Herstellung von Möbeln und Holzprodukten, ist Snowboarder und liebt es, durch Russland zu reisen. Motto: "Es ist nie zu spät zum Lernen."

Computertechnologien haben in den letzten Jahren bekanntlich einen großen Schritt nach vorne gemacht und werden in fast allen Bereichen des menschlichen Lebens eingesetzt. Daher konnte dieses Phänomen einen so weit verbreiteten und weit verbreiteten Bereich wie die Automobilindustrie nicht ignorieren. Autos als vertrauter Alltagsgegenstand des Menschen sind seit langem aktiv in digitale Technologien und Computer integriert. In letzter Zeit wurden unsere Kunden nicht nur mit Fragen zur Reparatur von Computergeräten kontaktiert, sondern auch zur Installation von Sicherheitssystemen, GPS-Systemen, Fragen zum Flashen des „Gehirns“ eines Autos, Russifizierung und Installation von Computerüberwachung und Autoschutz Systeme.

Neben der Steuerung automobiler Prozesse, der Wiedergabe von Video- und Audioinformationen, kann der Bordcomputer heute viele verschiedene Funktionen übernehmen. Mit Computertechnologien können Sie heute nicht nur direkt im Auto eine Verbindung zum Internet und zum digitalen Fernsehen herstellen, sondern beispielsweise auch eine Verbindung mit einem Satelliten herstellen, was eine hohe Sicherheit Ihres Autos garantiert. Sie können die Sicherheit des Autos auch auf andere Weise effektiv gewährleisten, zum Beispiel durch den Abschluss einer CASCO-Versicherung (was ist CASCO?).

Digitale Technologien und Elektronik im Auto ermöglichen den Einsatz von GPS-Systemen, Notfallerkennungssystemen, Parksensoren, die visuelle Informationen über die Position des Autos anzeigen, verschiedene Bordcomputer mit intelligenten Fähigkeiten. Hersteller geben ihr Bestes, um Technologien zu entwickeln, die dem Menschen am nächsten, intuitiv und so einfach wie möglich zu bedienen sind.

Computertechnologien wirken sich am vorteilhaftesten auf die Fahrzeugkontrolle und die Verkehrssicherheit aus. Technische Geräte und Elektronik helfen dabei, den technischen Zustand des Fahrzeugs zu überwachen und so mögliche Unfälle zu vermeiden. Wenn Sie immer noch Angst vor solchen Unfällen haben, empfehlen wir Ihnen, den Casco-Rechner zur Berechnung der Versicherungsleistungen zu verwenden.

Digitale Computertechnologien im Autogeschäft

Auch die Computertechnik im Automobilgeschäft hilft beim Umweltschutz. Beim Bewegen über das Gelände (und vor allem - im Stadtmodus) wird viel Kraftstoff verbraucht, und der Verbrennungsmotor verbraucht mit zunehmender Nutzungsdauer immer mehr. Dieses Problem wurde mit der Erfindung von Hybridfahrzeugen gelöst. In ihnen ist ein Elektromotor installiert, der dem Motor hilft, bei Anstiegen, im Stau, beim Einschalten des Rotlichts und im Passivmodus Strom zu speichern (als Generator). Alle diese Prozesse werden vom Bordcomputer gesteuert. Eine spezielle Software koordiniert die Laufzeiten von Verbrennungsmotor und Elektromotor und sorgt zudem für die Sicherheit des Fahrzeugs.

Der Automarkt steht heute in einem harten Wettbewerb, denn führende Marken unternehmen große Anstrengungen, um dem Kunden ein Qualitätsprodukt anzubieten, das allen modernen Anforderungen gerecht wird. In dieser Hinsicht bietet der Weltmarkt dem Endverbraucher ein wirklich gutes Gummisortiment, das auch den anspruchsvollsten Käufer nicht gleichgültig lässt.

Aus diesem Grund sind produzierende Unternehmen so interessiert an der Entwicklung neuer Technologien im Bereich der Autoreifen, die es ihnen ermöglichen, in naher Zukunft eine würdige Marktnische zu besetzen.

Überlegen Sie, welche Innovationen die Marktführer des Maschinenbaus für ihre Verbraucher vorbereitet haben.

Technische Innovationen von Goodyear

Das amerikanische Unternehmen Goodyear überraschte die weltweiten Hersteller erneut mit der Innovation Triple Tube, die erstmals bei der Präsentation der bekannten Automobilausstellung in der Schweiz zu sehen war. Die wichtigste Errungenschaft der Wissenschaftler ist die automatische Steuerung des Luftvolumens im Inneren des Reifens, abhängig von der Art des Straßenbelags, die dem potenziellen Besitzer dieses Produkts in einer Vielzahl von Situationen zusätzliche Stabilität auf der Straße bietet.

Die automatische Adaption bietet während der Fahrt drei verschiedene Betriebsmodi für den Reifen.

• Der erste führt die Technologie der zusätzlichen Stabilität auf der Straße sowie des automatischen Widerstands gegen das Aufschaukeln des Fahrzeugs ein, der für eine erhöhte Reifenelastizität sorgt. Es verbessert die Manövrierfähigkeit der Maschine auf trockener Fahrbahn erheblich und verkürzt den Bremsweg, was durch die Vergrößerung der Kontaktfläche des Reifens mit der Straße erreicht wird.
• Der zweite ist mit der Technologie der zusätzlichen Manövrierfähigkeit des Autos bei widrigen Wetterbedingungen ausgestattet, die bei der Bekämpfung des Reifenschlupfes implementiert wird. Dieses System sorgt für eine Verengung der Kontaktfläche, was wiederum zu einer automatischen Durchmesservergrößerung führt.
• Der dritte Modus ist relevant, wenn das Auto schnell fährt und ist ein automatisches Verfahren zur Änderung der Form des Rades in das sogenannte "Konisch", was die Reifenhaftung in scharfen Kurven deutlich erhöht und dem Auto zusätzliche Wendigkeit und Stabilität verleiht unterwegs.

Es ist auch unmöglich, das Konzept der Reifen BH03 nicht hervorzuheben, das eine weitere Errungenschaft der Amerikaner ist. Diese Technologie bietet die Möglichkeit, Gummi herzustellen, das in der Lage ist, selbstständig Strom zu erzeugen, was zu einer automatischen Ladung der Autobatterie direkt während der Fahrt führt.

Erfolge des französischen Spitzenreiters Michelin

Auch die Ingenieure des französischen Unternehmens Michelin sitzen nicht tatenlos da und bieten heute dem Weltmarkt die Technologie zur Herstellung von Michelin Tweel-Reifen an, die ganz ohne Luft auskommen. Die Struktur des neuen Rades besteht aus einer soliden Metallstruktur und vielen Polyurethanspeichen, was das Problem der Reifenpanne sowie deren regelmäßiges Pumpen vollständig löst. In zahlreichen Studien hat die Innovation immer wieder bewiesen, dass sich das Auto auch bei Überwindung von Metallspikes souverän weiterbewegt. Bisher hat das Unternehmen die Produktion ausschließlich für Nutzfahrzeuge angekündigt, aber die Macher versichern, dass wir diese Innovation in naher Zukunft bei Pkw sehen werden.

Japanischer Beitrag zum innovativen Fortschritt des Maschinenbaus

Nicht weniger fortschrittlich waren Wissenschaftler der japanischen Firma Bridgestone, die eine einzigartige Technologie zur Herstellung von Nano-Pro-Tech-Reifen entwickelten. Es ermöglicht die Steuerung zahlreicher Eigenschaften der Reifenstruktur und -zusammensetzung auf molekularer Ebene. Dank dieser Innovation ist es möglich, den Gehalt der Komponenten zu regulieren, die Bestandteil des Gummis sind und aktiv miteinander interagieren. Dies wiederum bietet Fahrzeugvorteile wie verbesserte Reifenhaftung, geringerer Benzinverbrauch, kürzere Bremswege und mehr, was das Produkt auf ein neues Niveau der Fahrzeugstabilität, Sicherheit und Agilität auf der Straße bringt.

In Anbetracht all der obigen Aufzählung der Errungenschaften des wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts können wir den Schluss ziehen, dass der Hauptmotor innovativer Technologien im Bereich der Autoreifenproduktion ein hoher Wettbewerb in dieser Branche ist. Ein solcher Trend wird immer als hervorragender Motor für die Erweiterung des Sortiments und die Verbesserung der Produktqualität der weltweiten Autoreifenhersteller dienen, deren Hauptziel darin besteht, die Bedürfnisse des Endkunden zu maximieren. Dies bedeutet, dass wir uns in naher Zukunft über neue Errungenschaften und Innovationen im Bereich Maschinenbau informieren können.