個性化多功能冷鐓成型零部件的精密制造

眾所周知，大多數(shù)傳統(tǒng)緊固件都采用冷鐓成型的加工工藝。

其實對于復(fù)雜的多功能零部件，冷鐓成型也是車削等高成本機加工藝的替代方案。

從早期設(shè)計階段到后期的原型樣件，設(shè)計工程師和開發(fā)人員都受益于其高效的流程，

使得他們的產(chǎn)品能夠更快地投入批量生產(chǎn)。出處：Annedore Bose-Munde

阿諾德以 Conform? 命名，開發(fā)了用于多功能應(yīng)用的復(fù)雜冷成型部件。這些零部件實際上是與每個客戶共同制定的客制化解決方案，以滿足客戶特定的應(yīng)用要求。這些零件通常應(yīng)用于電動汽車市場或輕量化領(lǐng)域。多功能部件的公差要求越來越高。因此，參與到客戶的設(shè)計和開發(fā)階段非常重要，如此才能為客戶帶來最大利益。

Marius Fallmann, Conform?系列領(lǐng)導(dǎo)者

Fallmann從2018年9月開始在公司任職，自完成工業(yè)工程學(xué)位起，

他就在功能部件項目管理部門工作，負責(zé)Conform?系列產(chǎn)品。

因此，部件的設(shè)計應(yīng)保證其適用于冷成型工藝。在某些情況下，例如在制造帶有內(nèi)螺紋的空心零件時，可能還需要通過一些機加方式進行后處理。在開發(fā)過程的開始，考慮產(chǎn)能以選擇制造技術(shù)和產(chǎn)生的成本也很重要。由阿諾德在設(shè)計、開發(fā)階段生產(chǎn)的功能樣品，為生產(chǎn)過程提供了支持。換言之，冷鐓成型零部件的最終設(shè)計已經(jīng)可用于初始生產(chǎn)乃至批量生產(chǎn)，無需進一步更改。

關(guān)于鋁制和銅制零部件的機遇和挑戰(zhàn)

阿諾德多年來一直在制造 Conform? 零部件。在過去的幾年里，產(chǎn)品的范圍發(fā)生了變化。“就減輕重量和導(dǎo)電性而言，鋁制部件變得越來越重要。銅部件的需求也因其良好的導(dǎo)電性逐步擴大。” Conform? 團隊負責(zé)人的 Fallmann說。

如今，三分之一的詢價都是針對鋁制或銅制零部件。因為鋁和銅更柔軟，所以其成型方式與鋼不同。這意味著可能會出現(xiàn)撞擊點，有時候難以滿足均勻度要求。在生產(chǎn)和加工過程中必須考慮這一點。因此，為保證質(zhì)量，阿諾德提供鋁制部件和銅制部件作為散裝貨物的選擇，這在冷成型零件的加工中很常見，在某些情況下還包括單個零件的處理。

此外，鋁制和銅制零部件需要進行特定的清潔過程，并需要適當(dāng)?shù)谋砻嫱繉颖Ｗo。尤其是銅制零部件，在項目階段經(jīng)常會發(fā)生表面處理和涂層厚度的變化和調(diào)整。因此，阿諾德會與客戶和供應(yīng)商一起在設(shè)計階段開發(fā)合適的表面處理方案。

制造能力、制造極限和制造擴展

Conform? 產(chǎn)品通常是在五到七工位的冷鐓機上制造。根據(jù)幾何形狀要求，有時需要進行滾壓或其他后續(xù)加工。當(dāng)然，從成本角度來說，最理想的情況是所有要求都可以通過冷成型滿足，無需再加工。鋼制的Conform?產(chǎn)品的最大直徑可從20毫米提高到大約30毫米。外徑超過30毫米的零部件主要采用較軟的材料，如鋁和銅，這取決于零件的幾何形狀。零件的長度通常取決于它的直徑，最長可達100毫米。

Conform? 工藝的另一個優(yōu)勢是阿諾德?lián)碛凶约旱哪＞咧圃觳块T。大多數(shù)模具都是在內(nèi)部生產(chǎn)的。“這為我們提供了快速反應(yīng)的條件，特殊情況下，我們可以為新零件的生產(chǎn)提供全方位的保障”Marius Fallmann 說。

最重要的是，我們投資了新的清潔技術(shù)，包括用于鋁和銅制零部件的籃式清洗系統(tǒng)。較軟材質(zhì)的零件可以在籃子內(nèi)平移即可。這是一種避免撞擊的溫和處理方式。此外，還有許多不同的清潔程序來處理不同的部件。

阿諾德有一個名為 Conform? Next 的新部門，以擴展組件材料和尺寸相關(guān)的產(chǎn)品和服務(wù)為主要工作內(nèi)容。該部門主要專注于大尺寸、復(fù)雜幾何形狀的鋁制和銅制零部件的生產(chǎn)及加工。工程師們目前正在為新的Conform? Next 部門開發(fā)機器。此后，我們可以制造直徑達50 毫米、長度達120 毫米的銅制和鋁制零部件。

使用 Conform? 開發(fā)過程，通過冷成型無需切割即可

生產(chǎn)用于系列生產(chǎn)的復(fù)雜精密部件。（圖片來源：阿諾德成型技術(shù)有限公司）

應(yīng)用程序和組件設(shè)計擁有無限潛力

目前，Conform? 專注于電動汽車和輕量化結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的應(yīng)用。但也有很多工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，將來很有可能還會應(yīng)用于更廣泛的其他領(lǐng)域。一般來說，Conform? 可以制造大量成本友好的多功能部件。通過個性化的制造流程，應(yīng)用領(lǐng)域和設(shè)計可能性幾乎是無限的。例如，精密零件、帶齒零件、空心零件以及螺母和襯套等。

“幸運的是，我們多年來一直參與主要 OEM 的各種項目開發(fā)。最初的年度需求預(yù)測已經(jīng)大幅上調(diào)。這就是為什么說汽車電動化是該領(lǐng)域重要機遇的原因” Fallmann 繼續(xù)說道。

由于電動汽車領(lǐng)域的發(fā)展，F(xiàn)allmann 表示，客戶的需求也發(fā)生了顯著的變化。“在過去，客戶的詢問經(jīng)常是針對現(xiàn)有的、標準的和已知的項目。例如，對于表面處理方面，有關(guān)于鍍鋅或鍍鋅鎳的標準?，F(xiàn)在，隨著電氣化的發(fā)展，客戶對產(chǎn)品也有了全新的要求”他說。例如，我們需要評估導(dǎo)電性、銅和鋁的強度要求以及表面張力。例如，作為典型純銅的替代品，阿諾德提供銅-鉻-鋯的解決方案 （CuCrZr1）。通過添加鉻和鋯，材料強度顯著提高，但導(dǎo)電率因此有所降低。此外，銀和錫等涂層系統(tǒng)也開始受到關(guān)注。這些產(chǎn)品的處理方式也需要調(diào)整。

客戶、供應(yīng)商與緊固解決方案制造商（即阿諾德）之間的定期討論構(gòu)成了為客戶尋找解決方案的技術(shù)基礎(chǔ)和實施基礎(chǔ)。

一種通過冷鐓成型制造的多功能緊固件。(圖片來源：阿諾德成型技術(shù)有限公司)

當(dāng)談到電池包連接時，緊固解決方案的密封性以及如何制定適當(dāng)

的密封概念就成為了非常有價值的問題。(圖片來源：阿諾德成型技術(shù)有限公司)

處理項目的最佳方法

“如果可能的話，從項目的初始就站在客戶的角度思考是非常重要的，換句話說，在開發(fā)階段。我們就需要與客戶的技術(shù)人員取得直接聯(lián)系。”Fallmann 解釋了處理項目的最佳方式。在我們開始評估一個項目之前，我們需要清楚以下問題：它是針對車輛內(nèi)部還是外部的應(yīng)用程序？需要什么形式的腐蝕保護或什么表面涂層？有清潔要求嗎？可以改變幾何形狀嗎？是否可以針對冷鐓成型更改材料？是否有密封要求，如果有，是哪一種？

連同報價，客戶會收到一份成本優(yōu)化的實施方案的圖紙，以及制造生產(chǎn)的可行性評估。客戶也可以在開發(fā)階段訂購碳排放計算。通過阿諾德內(nèi)部開發(fā)的二氧化碳計算器，阿諾德可以明確回復(fù)客戶所詢零件的碳排放量，然后與客戶一起進一步商討優(yōu)化方案。

阿諾德?lián)碛凶钚碌墓S和機械，并提供多種選擇來處理Conform? 訂單 (圖片來源：阿諾德成型技術(shù)有限公司)

為客戶帶來的技術(shù)利益和商業(yè)利益

阿諾德?lián)碛凶钚碌墓S和機器設(shè)備來處理 Conform? 訂單?？商峁┒噙_ 7個工位的冷鐓機。在單個冷鐓機上，可以在最后一個工位安裝一個軋制工位，以便在同一機器上直接軋制滾花。除此以外，阿諾德還擁有完善的清潔和涂層技術(shù)。

使用Conform?系列的部件，阿諾德的客戶不僅可以減輕多功能部件的重量，還能獲得許多其他生產(chǎn)方面的益處。比如客戶可以選擇特定的幾何形狀，也可以選擇特殊的材料，同時還可以對產(chǎn)品的運行進行早期檢查。除此之外，使用阿諾德的Fastener Express技術(shù)，還可以節(jié)省高達80%的成本，減少需處理的零件數(shù)量，縮短裝配時間，縮短開發(fā)時間。