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2023/11/4

大量生產製造技術

參考以下文章連結:




已開發國家、開發中國家少子化的趨勢不可擋,
除了少子化以外,勞動力結構受到的影響還有教育程度提高對職業型態要求改變、新的斜槓、外送、多元化租賃車產業等等,
這些對已開發跟開發中國家製造業勞動力的不利因素造成勞動力資源一直處於下降的狀態,
想保留產業競爭力,發展自動化製造技術降低人力需求是無法避免的,
長期以來工廠中的生產工程技術研發也一直往這個方向在發展,
生產工程技術單位的KPI往往就是降低人力、增加產能、提高品質良率!

參考連結文中使用到的大型壓鑄技術算是近十幾年很熱門的重點,
複雜結構形狀底座可作為產品基礎載具,安裝各種功能元件構成產品發揮功能,文中的鋁鑄造汽車底盤就是汽車最重要的基礎結構載具,
同樣的概念衍生到消費性產品常常就是鈑金件結構件或塑膠底座。

汽車產業透過大型鋁鑄造技術製造底盤,以降低零件組裝數量與對應所需要的時間,也便於作為自動化組裝作業的基礎載具。

我覺得有以下幾項促成大型壓鑄技術的研發投入與應用:

1. 使用鋁材重量輕、符合節能(車量減重)、環保再生減廢的趨勢要求

2. 鋁材壓鑄製程因鋁材流動性較鋼好好,成品形狀結構可以作的比較複雜,可以減少零件使用量與組裝程序步驟時間

3. 鋁壓鑄製程發展導入電磁攪拌、除氣、過濾等工序,大幅降低鑄件中的氣孔、雜質,提升強度與耐用性

4. 鋁壓鑄模擬計算能力提升,有助於縮短產品設計到量產的研發時間

航太、手工具材料應用上,鋁材常會再加上塑橡膠、纖維複合材料等,但是要直接放進鋁壓鑄製程中會有溫度過高的問題,只能放在壓鑄降溫後進行。

鋁壓鑄製程並不便宜,但是在節能、環保與減少零件數量上有幫助,
材料與生產製造技術與設備的研發相信未來可以持續降低成本,應用上有很大機會越來越多。

相對傳統汽車底盤以鈑金沖壓成型,鈑金成型透過多次連續衝壓構成形狀複雜的結構件,。

鋁鑄造相對鈑金的優勢是:
1. 可以作成不等肉厚的結構件
2. 結構成型後的穩定性
3. 材料阻尼效應高比較能吸收振動能量,吸震
4. 其它想到看到再補充

鋁鑄造相對鈑金的劣勢則是:
1. 成本較高
2. 生產製造程序所需時間長
3. 其它想到看到再補充

塑橡膠件則早以應用在前後保險桿、車內儀表板裝飾等。

現代汽車工業利用這些鈑金成型、塑膠射出成型、壓鑄成型構成各種複雜形狀的機構件,減少零件數量,
透過各式卡扣榫結合,縮短組裝時間,
這些都是自動化大量製造技術的基本概念。

另外3D CAD軟體的處理複雜幾何模型,加上CAE軟體模擬物理現像,
其實都是讓複雜形狀可以更容易進行研發設計成型的重要幫手,
如果只靠2D圖面,要呈現這些複雜零件設計實在是很不容易的事。

大量製造自動化技術必須要靠一連串的技術整合堆疊才能成功,這也造成往後技術資本障礙越疊越高,市場後進者必須克服與挑戰的重大難題。

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