AHSS otomobil parçalarında şekil tutarlılığı: kapsamlı bir yaklaşıma doğru ilerliyoruz

AHSS/UHSS çelik kalitelerinin dayanımı arttıkça ve böylece optimum ama karmaşık geometrilere (örn. çarpma dayanımı için) ve daha ince ebatlara (hafifletme için) daha fazla olanak tanıdıkça, parça imalatçılarının tutarlı şekillendirilmiş araba parçaları üretmesi de zorlaşmaya başladı.

OEM'lerin parça şekli toleransları, hassas robotik kaynaklama yapabilmek ve parça boşluklarını gitgide daha fazla elektronik aksam, kablo ve sensörle doldurabilmek için ±0,2 ila 0,5 mm gibi katı bir aralık dahilinde kalabiliyor. Parçaların şekli tutarlı değilse, parça üreticisi dört açıdan kayıp yaşar:
1) Şekil dışı parçaların şekillendirilmesinde kullanılan üretim kaynaklarının israfı.
2) Şekil dışı parçaları ayıklayan işgücünün israfı.
3) Hurdayı oluşturan malzemenin ve daha da önemlisi gerekliliklere uygun AHSS/UHSS malzemenin neden tolerans dışı şekiller ürettiğini çözme uğraşı.
4) Planlama kaynaklarının israfı ve üretimdeki yavaşlama ve duruşlar nedeniyle genel olarak üretim veriminin düşmesi.

Şekillendirme prosesinizde hiçbir hata yoksa, uyumsuz şekillerin nedeni AHSS/UHSS çeliğinizdeki tutarsızlıklar olabilir mi?

AHSS/UHSS tutarlılığı tabii ki öncelikle çeliğin kalınlığını ve düzlüğünü içerir. Ama gözle görülemeyen diğer unsurlar da önemlidir. Örneğin malzeme özelliklerindeki (akma dayanımı, çekme dayanımı, germe, vb.) tutarsızlıklar, ciddi gerilimlere ve dolayısıyla düzlük sorunlarına yol açabilir. Tutarsızlıklar ayrıca geri yaylanmada istenmeyen veya beklenmeyen davranışlara da yol açabilir. Bir AHSS/UHSS çeliği ebatlar ve mekanik özellikler açısından tüm gereklilikleri karşılayabilir - ama parça üreticisinin elde edeceği parça şekilleri hâlâ tolerans dışı olabilir. Burada olay nedir?

Yukarıdaki durumda parça üreticisi önce kendisine şu soruyu sorabilir: Tolerans dışı parçalara yönelik bir eğilim mi var? Evet ise, şekillendirme ekipmanımızda çoklu ayarlamalar yaparak bunu telafi edebilir miyiz? 

Evet ise, o zaman sorulması gereken soru şu: Telafi ayarlarımız AHSS/UHSS bobinin tüm uzunluğu boyunca işe yarayacak mı? (Diğer bir deyişle, bir bobinin içinde varyasyonlar var mı?) Dahası, bir bobinden diğerine varyasyonlar var mı? 

Farklı AHSS/UHSS tedarikçilerinden gelen bobinlerde varyasyonlar olacağı neredeyse kesindir. Bu durumda parça üreticisinin her AHSS/UHSS tedarikçisi için ayrı birer takım seti olmak zorundadır. Ama bu yaklaşım hızla karmaşık bir hal alabilir ve her ekipman ayarlamasında kolayca tutarsızlıklar oluşabilir.

Dolayısıyla: AHSS malzemesi ne kadar tutarlı olursa, nihai parçayı gereken toleranslarla elde etmek o kadar kolaylaşır.

AHSS/UHSS düzlüğünde tutarsızlık, parçaların belirlenen şekillerine göre tolerans dışına çıkmasına yol açan başlıca faktörlerden biridir. Tolerans dışı şekil sorunları şunları içerir: profil düzgünlüğü, uçlarda yayılma, konum kontrolü sorunları, ve zımbalanan özellikler ve datum deliklerinin parçanın önünden arkasına düzgün bir şekilde hizalanmaması. Hassas tesviye aletleri faydalı olur mu?

Hassas tesviye aletleri; bobin seti, arbalet ve "ısı cebi" sorunları da dahil olmak üzere, AHSS bobinlerde düzlük sorunlarını çözmek için kullanılmıştır. Hassas tesviye aletleri metal işçiliğinde yer edinmiştir; ama yakın tarihli bir WorldAutoSteel makalesine göre:

"Kenar dalgalarını ve çarpılmayı düzeltmek için, (AHSS) çelik rulonun akma dayanımının, rulo kesitinin en az %50'si düzeyinde aşılması gerekir; bu da çelik ruloda işleme sertleşmesi potansiyelini artırabilir ve şekillenebilirliği olumsuz etkileyebilir . . . . AHSS çeliklerin gitgide artan akma dayanımı, bu tür yüksek dayanımlı malzemeleri yassılaştırmak için tasarlanmamış olan doğrultucuların ve hassas tesviye aletlerinin kapasitesini zorluyor."

AHSS çeliklerin gitgide artan akma dayanımı, bu tür yüksek dayanımlı malzemeleri yassılaştırmak için tasarlanmamış olan doğrultucuların ve hassas tesviye aletlerinin kapasitesini zorluyor.

Hassas tesviye aletleri ayrıca sac kesme operasyonlarının önüne yerleştirilmesi zor olan, çok büyük hacimli ekipmanlardır. Ama alternatif olarak hassas tesviyeyi taşeronlara devretmenin de kendine özgü sakıncaları vardır: Parça üreticisi, AHSS/UHSS çeliğin mekanik özelliklerinin, dış kaynağa yaptırılan tesviye sırasında korunduğundan (örn. işleme sertleşmesi olmadığından) emin olamaz.

SSAB olarak, Docol® AHSS/UHSS bobin alıcılarımızın bir hassas tesviye kullanımına ihtiyaç duymaması için fabrika süreçlerimizi daima iyileştiriyoruz. Örneğin "ısı cepleri" sorununa (su verme sırasında iç baskılardan kaynaklanabilecek düzlük sorunları) karşı, bu baskıları azaltmak için, tesislerimizde şirketimize ait birçok adım geliştirdik. 

SSAB ayrıca AHSS/UHSS bobinlerin sac veya dilme bobine dönüştürülmesi için kendi çok hassas ve Docol özelliklerine göre ayarlanmış sürecini sunarak, işleme sertleşmesini ve bunun sonucunda süneklikteki azalmayı  en aza indirir. Müşteriler bu hizmeti özellikle yüksek dayanımlı martensitli çelik kalitelerimiz için faydalı buluyor.

"Birçok kez, otomobil OEM'sinin şartnamesiyle tam olarak halledilmesi mümkün olmayan sorunlar görürsünüz," diyor SSAB'nin Docol Soğuk Şekillendirilmşi AHSS Ürün Müdürü José Puente Cabrero. "Üretim sürecinin bütününe bakıldığında, AHSS şartnameleri bir malzemede gerçekte çözülmesi gereken zorlukların belki de %20'sine denk gelecektir.
 
"Örneğin OEM'nin bir parçayla ilgili germe veya bükülebilirlik talebiyle uğraşırken, OEM'nin asıl endişesinin, o parçanın çarpışma testinde nasıl davranacağı olduğunu keşfedebiliriz. Bu ise basit bir şartnamede ifade edilmesi çok zor olan bir şeydir.

"Bir AHSS tedarikçisi olarak SSAB'ye gereken şey, şartnameden ziyade, parçanın rolünü kapsamlı olarak anlayabilmektir. Parçanın çevresindeki diğer parçalarla nasıl bir etkileşim içinde olacağını anlamalıyız. Nasıl birleştirilecek? Hangi çarpışma testleri önem taşır? Bu çarpışma testlerinin yükleri neler? Bu testlerdeki başlıca kriterler neler?

"İdeal senaryo, parça üreticisi olan OEM ile AHSS/UHSS üreticisi firmanın, araba tasarımının çok erken aşamasından itibaren beraber çalışmasıdır. Diğer bir deyişle: Bu parça için OEM'lerin nihai hedefleri nelerdir? Eğer OEM'nin nihai hedeflerini bilirsek, geriye doğru çalışabilir ve  birlikte en uygun geometrileri, şekillendirmeyi ve hangi AHSS çeliğin kullanılacağını belirleyebiliriz.

"SSAB olarak tecrübelerimize göre, eğer çok dar bir toleransla karşılaşırsak şunu sormamız gerekiyor: 'Bu koşulun ardındaki neden nedir?' OEM, tedarikçi şartnameleriyle bir üretim sorununu mu çözmeye çalışıyor (örn. şekil tutarlılığı)?

"Sürecin tamamı ve nihai sonuçları açısından herkes için en doğrusu, hangi malzemeyi kullanacağını, malzemenin nasıl şekillendirileceğini ve bu şekillendirme işlemlerine nasıl yanıt vereceğini, parçanın daha ilk tasarım adımlarından düşünmenizdir. Tasarımcılar böyle düşünürse, tasarımları daha optimize olur ve bu da şekillendirmeyi ve son parçadaki şekil tutarlılığını optimize eder.”

Puente Cabrero devam ediyor: "Docol AHSS'mizi ne kadar tutarlı üretirsek, tüm tedarik zinciri ve montaj genelinde o kadar fazla sorun önlenebilir.

"Bir AHSS üreticisi olarak hedefimiz her zaman için seri üretimlerde tutarlılığı yakalamaktır. SSAB'nin kendine özgü bazı avantajları da var: Kuzey İsveç'teki demir cevheri kaynağımız son derece yüksek kaliteli ve tutarlıdır. Hangi SSAB fabrikasında üretilirse üretilsin her Docol kalitesi her zaman yüksek düzeyde tekrarlanabilirlikle çalışılır.

Müşterilerimiz bize Docol AHSS'nin zaten çok tutarlı olduğunu söylüyor. Ama dijitalleşme çağındayız; bu yüzden daha da fazlasını sunmak için hazırlanıyoruz. Örneğin, günümüzde sektörün FLC (şekillendirme sınır eğrileri) sağlama standardının ötesine geçebilir miyiz? AHSS özellikleri doğru bir biçimde öngörebilsek ve müşterilerimiz için dijital ikizler oluşturabilsek nasıl olurdu? 

"Düşünün: AHSS bobinlerimizin her birine özgü dijital ikizler sayesinde parça üreticileri ikizi kullanarak işleme parametrelerini değiştirebilir ve son şekil için daha da fazla hassaslık elde edebilir.

"Bizi izlemeye devam edin," diyor Puente Cabrero.