汽車金屬切割工作原理

汽車金屬切割工作原理

據說偉大的藝術家米開朗基羅曾說:「每一塊石頭裡面都有一尊雕像,雕刻家的任務就是去發現它。

如果您正在用鑿子雕刻大理石,這句話沒問題,但如果您正在雕刻的傑作是一輛汽車呢?或者是一間滿是汽車的工廠,而所有汽車都是以鋼鐵為主要材料製造而成呢?

鋼材的強度令人難以置信,但重量卻很輕,足以作為汽車製造的主要材料之一。但是,對於如此堅硬的物質,您要如何將它切割成無數複雜的形狀,以組合成一部可運作的汽車呢?

實際上製造一個完成的車身或底盤有幾個步驟 – 安裝車門、引擎蓋和車架組件等零件。本文將集中討論其中一個步驟 – 在完成並安裝到汽車上之前切割金屬。

接下來幾頁所描述的切割工具和技術,是汽車製造業供應商和獨立加工廠所使用的。通常,不是由工匠手工切割金屬,而是將原材料放置在電腦化機器上或機器內部,電腦化機器可以按照精確的尺寸切割和成型零件。事實上,您會發現從切割金屬車身面板到加工車架和引擎零件,電腦已被應用於各個領域。

請繼續閱讀,瞭解有助於汽車製造業的金屬切割技術。

汽車金屬切割技術

汽車金屬切割使用許多與其他製造業(如造船)金屬切割相同的技術和工藝。
對於不需要超精確精度的小批量工作 – 例如,汽車愛好者車庫中的金屬切割 – 工具可以是簡單的手動切割剪。
但對於高產量的工作,或汽車製造業中需要非常精準切割的工作,設備就會變得更複雜。例如,由電腦控制的雷射、等離子切割機和水刀因多種原因而被普遍使用:

  • 它們可以快速切割大量材料。
  • 電腦控制可確保很少出錯。
  • 更高的精確度有助於減少浪費,從而降低成本。

在競爭激烈的汽車製造業中,汽車零件供應商總是在尋找既能節省人力又不犧牲品質的工具。

以下是精密重切削工具如何運作的一些快速快照:

雷射: 雷射可切割厚度達 1/2 吋 (1.27 公分) 的鋼板和厚度達 1/3 吋 (0.9 公分) 的鋁板。雷射對於沒有雜質和不一致的材料最有效。品質較差的材料可能會導致切口粗糙或熔融金屬濺到雷射鏡頭上。

電漿: 等離子會將一束電離氣體吹過焊槍噴嘴內的負電極。待切割的金屬則帶正電。當氣體接觸到金屬時,會產生一個介於華氏 20,000 到 50,000 度 (攝氏 11,093 到 27,760 度) 的過熱區域,從而切割金屬 [資料來源:Rupenthal and Burnham]。

為了讓汽車的外觀和性能達到最佳狀態,其金屬零件的切割精度必須在非常狹窄的範圍內,稱為公差。若要瞭解改善此精準度的進展,請至下一頁。

汽車金屬切割的進展

汽車製造是一場持續不斷的改進遊戲 – 汽車買家期望更新的汽車擁有更精良、更優異的性能和更高的安全性,但他們通常不願意付出更高的價格。為了讓汽車結構更堅固、製造更精準且價格更合理,就必須採用下列技術進展:

放電加工 (EDM):電線放電加工 (EDM) 透過產生強大的電火花來切割金屬。由鉬或鍍鋅黃銅製成的帶負電電極在接近帶正電的金屬件時會釋放出火花。此方法的優點: 它的精確度可達到 1/10,000 英寸。這比人類髮絲的寬度還要窄 10 倍![資料來源:Ley]

不過,EDM 也有一些缺點。首先,它只適用於導電材料。另外,它的速度相當慢 – 比我們的下一項技術慢 10 倍之多 [資料來源:Rupenthal and Burnham]。

水刀: 把水刀想像成高壓液體砂紙。水刀使用一種稱為「冷超音速侵蝕」的過程,用水和某種稱為磨料的顆粒添加劑噴射材料。這種組合使水刀能夠切割厚度達到 10 英寸(25.4 厘米)的金屬,而且精度很高 [資料來源:KMT Waterjet Systems]。

汽車愛好者 Jay Leno 和知名汽車客製化店 West Coast Customs 都曾高調曝光過這款金屬切割工具。它相對容易使用,除了金屬之外,還能切割許多不同的材料。

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