Die Casting Technology

โอกาสของ Die Casting ในอุตสาหกรรมยานยนต์

ส่วนประกอบเป็นโครงสร้างที่หล่อขึ้นรูปแบบ die casting หรือการหล่อโลหะแบบฉีดกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรมยานยนต์ เวลานี้มันได้พิสูจน์ให้เห็นจุดแข็งในยานยนต์ระดับ upper class เช่น Jaguar I-Pace รุ่นใหม่, BMW ซีรีย์ 8 Coupe หรือ เมอร์เซเดส-เบนซ์ C Class โรงหล่อที่ต้องการใช้ประโยชน์จากการพัฒนานี้ต้องมีความรู้ความชำนาญและสิ่งอำนวยความสะดวกที่เหมาะสม

ในการผลิตรถยนต์ ส่วนประกอบเป็นโครงสร้าง (Structural Components) เช่น shock towers (ภาพที่ 1) กำลังถูกนำไปใช้มากขึ้น โดยสามารถนำไปใช้แทนที่ชิ้นส่วนแต่ละชิ้นได้มากมาย ส่งผลให้น้ำหนักของรถยนต์ลดลงได้มาก โครงสร้างน้ำหนักเบาเป็นสิ่งสำคัญสำหรับยานยนต์แบบไฮบริดและยานยนต์ไฟฟ้ารุ่นใหม่ที่กำลังเข้าสู่ตลาด น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นของแบตเตอรี่และมอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับยานยนต์แบบไฮบริดสามารถแทนที่ด้วยโครงสร้างโลหะอลูมิเนียมที่หล่อขึ้นแบบ die casting ทั้งนี้ ตลาดสำหรับส่วนประกอบเป็นโครงสร้างได้เติบโตขึ้นมากตลอด 5 ปีที่ผ่านมา ในขณะเดียวกัน ต้นทุนการผลิตกลับลดลงเกือบร้อยละ 20 อย่างไรก็ตาม OEMs แนะนำว่าจำเป็นต้องลดต้นทุนเพิ่มขึ้นจากร้อยละ 20 เป็นร้อยละ 30 เพื่อทำให้ชิ้นส่วนเหล่านี้สามารถใช้งานได้กับยานยนต์ในปริมาณสูงขึ้น (ภาพที่ 2)

shock tower
Shock tower as a structural die cast component. (ภาพที่ 1)

ศักยภาพในการลดต้นทุน

ภายในห่วงโซ่กระบวนการทั้งหมด มีตัวแปรหลากหลายที่สามารถลดต้นทุนได้ ตัวอย่างเช่น ความหนาของผนังชิ้นส่วนที่สามารถลดลงได้ โลหะผสมทุติยภูมิ (secondary alloy) อาจถูกพัฒนาและช่วยให้ค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นจากการบำบัดความร้อนลดลง

ชิ้นส่วนบางชิ้นความหนาของผนังลดลงไปแล้วร้อยละ 20 ขณะเดียวกันก็ต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดทางกลทั้งหมดอย่างเคร่งครัด “ประมาณร้อยละ 40 ของต้นทุนของส่วนประกอบคือค่าวัสดุ การประเมินของเราแสดงให้เห็นว่า สามารถลดต้นทุนลงได้อีกประมาณร้อยละ 10 หากทำให้ผนังบางลงได้อย่างต่อเนื่อง” Hermann Roos, Structural Process Manager ของ Bühler Die Casting กล่าว “อย่างไรก็ตามความหนาของผนังที่ลดลงจะทำให้เกิดความท้าทายใหม่ๆ สำหรับ die casting เช่นเดียวกับการผลิตแม่พิมพ์และกระบวนการปลายน้ำต่างๆ ตัวอย่างเช่น ความเปลี่ยนแปลงของกระบวนการผลิตมีผลต่อคุณภาพของชิ้นส่วนมากกว่าที่เราคิด ดังนั้น ชิ้นส่วนโครงสร้างผนังที่บางลงต้องการความร่วมมือกันอย่างใกล้ชิดระหว่างผู้ผลิตรถยนต์และโรงหล่อที่มีความรู้ความชำนาญ

Die Casting
Structural components are currently being used mainly in mid to upper class cars. With a reduction of manufacturing costs, it will be possible to expand the die casting market to include vehicles that are produced in larger series. (ภาพที่ 2)

 

การพัฒนาผลงานล่าสุดของผู้ผลิตอัลลอยแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการทำงานของ secondary aluminum ที่ใช้สำหรับส่วนประกอบเป็นโครงสร้าง “เราคาดหวังว่าจะมีการใช้โลหะผสมทุติยภูมิในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าสำหรับชิ้นส่วนยานยนต์” Roos กล่าวเสริมว่า “ข้อได้เปรียบที่สำคัญนอกเหนือจากผลเชิงบวกด้านสิ่งแวดล้อมก็คือราคาวัสดุโดยรวมที่ลดลง”

ทั้งนี้ ต้นทุนค่าใช้จ่ายยังสามารถลดลงได้อีกหากการบำบัดร้อนถูกจัดการให้ง่ายขึ้นหรือถูกขจัดออกไป “โลหะผสมใหม่นำเสนอคุณสมบัติทางกลที่น่าประทับใจโดยไม่ต้องผ่านการบำบัดด้วยความร้อน อย่างไรก็ตาม โลหะผสมเหล่านี้ยังคงถูกตรวจสอบความเหมาะสมโดยอุตสาหกรรมยานยนต์”

Knowledge leads to greater success/ความรู้นำไปสู่ผลสำเร็จอันยิ่งใหญ่

ในขณะที่อุตสาหกรรม die casting ยังคงพัฒนาอยู่ มีสามเกณฑ์ที่อยู่ในโฟกัสก็คือ รอบระยะเวลาสั้น (short cycle times) ช่วงเวลาทำงานสูง (high uptime) และคุณภาพของชิ้นส่วนที่เชื่อถือได้ ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้มาจาก Overall Equipment Effectiveness (OEE) หรือ การวัดประสิทธิผลโดยรวมของเครื่องจักร  การเพิ่มประสิทธิภาพ OEE ของ die-casting cell ต้องอาศัยความรู้ในกระบวนการเชิงลึก ความเชี่ยวชาญนี้จะช่วยให้วิศวกรสามารถหาตัวแปรที่เหมาะสมได้อย่างรวดเร็วในการปรับเปลี่ยนเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น โดยเฉพาะความท้าทายที่เกิดจากการหล่อชิ้นส่วนโครงสร้าง “แน่นอนว่าสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีประสิทธิภาพสูงมีความจำเป็น แต่เหนือสิ่งอื่นใดก็คือลูกค้าจำเป็นต้องมีความรู้และเรายินดีที่จะแบ่งปันกับพวกเขา” Roos กล่าว “นอกเหนือจากนั้นเรามีผลิตภัณฑ์และบริการที่ครอบคลุมกระบวนการผลิตทั้งหมด ” (ภาพที่ 3)

Buhler
Bühler has an extensive portfolio of services that covers the key tasks required in the production of structural components. (ภาพที่ 3)

การกำหนดและเลือกกระบวนการผลิตที่เหมาะสมที่สุดคือขั้นตอนสำคัญ: ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบที่จะผลิตเหตุผลหนึ่งที่เราทำงานร่วมกับลูกค้าคือ เพื่อการตัดสินใจ ไม่เพียงแค่เรื่องเครื่องจักร die casting และอุปกรณ์ต่อพ่วงที่เหมาะสมเท่านั้น แต่ยังหมายถึง การตัดสินใจเกี่ยวกับตัวแปรตอร์ที่สอดคล้องกันเพื่อให้แน่ใจว่าระดับการผลิตนั้นเหมาะสม” นอกจากนี้ เรายังสนับสนุน die caster ด้วยการให้บริการระดับมืออาชีพ เช่น การออกแบบแม่พิมพ์ การหล่อเย็น และการจำลองการบรรจุ” Roos กล่าวเสริม

Bühler นำเสนอหลักสูตรหลากหลายสาขาที่ศูนย์เทคโนโลยี Bühler หรือตามสถานที่ที่ลูกค้าสะดวก โดยสรุป Roos กล่าวว่า “ผมคิดว่านี่เป็นสิ่งที่ลูกค้าของเราให้ความสำคัญ นอกจากการบำรุงรักษาและการบริการแล้ว เรายังทำงานร่วมกับพวกเขาในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการทำงานในระยะยาว”

Co-operating for the structural process

สำหรับการพัฒนาส่วนประกอบโครงสร้างในขั้นต่อไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อมันถูกนำไปใช้ในสายผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณมาก การร่วมมือกันในอุตสาหกรรมเป็นสิ่งสำคัญ เริ่มต้นด้วยการพัฒนาของ BIW หรือ Body In White ที่ผู้ผลิตยานยนต์ “มันเป็นไปได้ที่จะให้นักออกแบบได้รับการฝึกอบรมเพิ่มเติมในการออกแบบชิ้นส่วนสำหรับการหล่อ” Roos กล่าวถึงตัวเลือก ว่าทำอย่างไรส่วนประกอบโครงสร้างจึงจะสามารถถูกใช้แพร่หลายมากขึ้นในแวดวงยานยนต์ กล่าวได้ว่านี่คือการทำงานเพื่อทำให้กระบวนการหล่อแบบ die casting น่าสนใจยิ่งขึ้น ซึ่งจะช่วยปรับปรุงตำแหน่งในการแข่งขันกับกระบวนการอื่น ๆ นั่นเอง

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Categories