Il n'y a pas de "juste" dans le corps

Sachez que déplacer, agrandir ou ajouter un simple trou implique de nombreuses interfaces ; même un seul changement de trou peut mettre à l'écart à la fois la chaîne de fabrication et la construction complète du véhicule s'il n'est pas bien géré. gyn9038/Getty Images/iStockphoto

Lors de la conception et de l'ingénierie de structures de carrosserie automobile pour la fabrication, vous pouvez recevoir régulièrement certaines de ces demandes :

"Pouvez-vous simplement déplacer ce trou d'environ 5 mm?"

"J'ai juste besoin de déplacer cette paroi latérale de 3 mm vers l'intérieur."

"Nous avons juste besoin de changer la taille de ce trou."

"Pouvez-vous simplement couper 1 mm de cette bride?"

Ce sont des demandes courantes pour un ingénieur en structures de carrosserie en blanc (BIW) - avant, pendant et après le lancement d'un véhicule. Et c'est OK; c'est normal. Il est important de se rappeler que la structure BIW est un système de support et que sa fonction principale est de prendre en charge d'autres systèmes du véhicule. Mais sachez que déplacer, agrandir ou ajouter un simple trou implique de nombreuses interfaces, telles que :

Gardez à l'esprit que même un simple changement de trou nécessite que vous vérifiiez toute la chaîne de production pour éviter les problèmes. Même un seul changement de trou peut arrêter la chaîne de fabrication et la construction complète du véhicule s'il n'est pas bien géré.

Il n'y a pas de changement facile ou simple de BIW. Chaque demande nécessite une attention particulière, quelle que soit l'étape du produit, alors gardez toujours les yeux ouverts, en particulier lorsque vous recevez un appel pour modifier le design dans le mot "juste".

Les interfaces sont importantes dans la conception et la fabrication d'un système de véhicule, encore plus pour les structures BIW. La plupart du temps, les interfaces déterminent la décision finale concernant la stratégie de conception et, parfois, l'architecture de la carrosserie.

Mais que signifie exactement interface ? En termes simples, il s'agit de chaque pièce et de tout le contenu du véhicule à proximité de votre pièce entière. Peu importe que votre pièce touche une autre pièce directement ou avec un certain jeu, tout compte, y compris tous les processus de fabrication et les outils nécessaires.

Gardez à l'esprit que votre pièce n'est jamais isolée, même si vous concevez une seule pièce. D'autres systèmes et processus, tels que le soudage, sont affectés par les changements de pièces. Ricarguiar/E+/Getty Images Plus.

Effrayant, non ? Oui c'est le cas. Une bonne analogie pourrait être de penser à votre réfrigérateur. Chaque étagère a son propre espace, volume et limite de colis. Toutes les choses à l'intérieur du réfrigérateur sont les pièces.

Une chose est claire pour tous ceux qui travaillent dans l'automobile : de nombreuses pièces et des dizaines d'étapes sont nécessaires pour compléter une seule unité. C'est alors que toutes les interfaces système ont lieu. Avez-vous déjà essayé de mettre quelque chose à l'intérieur du réfrigérateur mais il n'y avait pas d'espace disponible ?

Pour gérer correctement cette charge de travail complexe, nous avons essentiellement divisé l'interface du système en deux analyses principales : le système de conception et le processus de fabrication.

Système de conception. Vérifiez toutes les interfaces pièce à pièce, en tenant compte des dégagements dynamiques et statiques, y compris le fonctionnement du système et les livrables d'ingénierie connexes.

Processus de fabrication. Tenez compte de toutes les étapes de production, y compris les outils de boulonnage, de soudage, de chargement, d'installation et d'ergonomie, ainsi que les contraintes de production liées à la peinture, à l'atelier de carrosserie et à l'assemblage final.

Un bon exemple d'interface système est le garde-boue avant. Vous devez gérer la façon dont sa conception s'interface avec les portes avant, le capot, le côté de la carrosserie, les structures avant, les phares, le carénage, la doublure de l'arche et l'enveloppe des pneus. Vous devez également tenir compte du processus de fabrication pour la manipulation, le chargement et le boulonnage des pièces, y compris l'accès aux outils électriques.

Gardez toujours à l'esprit que votre pièce n'est jamais isolée, même si vous concevez une seule pièce. D'autres systèmes et processus sont affectés par la pièce.

Il y a une constante pour tous les équipementiers : les changements de conception en cours. Il peut y avoir différentes raisons, mais à un moment donné du cycle de vie du véhicule, des changements de pièces seront nécessaires.

Une autre constante est que la chaîne de production ne peut pas s'arrêter. Eh bien, la ligne peut s'arrêter, mais elle ne devrait jamais s'arrêter pendant le temps prévu pour la production de masse, ce qui équivaut à des unités vendables.

Tout doit faire l'objet de la plus grande attention et doit être bien synchronisé. Toutes les parties prenantes doivent s'assurer que le remplacement de la pièce n'affectera pas négativement la qualité du produit ou ne perturbera pas le calendrier de la chaîne de fabrication.

Qu'un changement de produit implique une matière première ou une jauge, un changement est un changement. Vous devez traiter la pièce modifiée comme nouvelle dans la chaîne de production actuelle. Pour garantir la qualité et l'ajustement des pièces, vous devez exécuter certaines validations avant de procéder au remplacement permanent des pièces sur la chaîne de production. Morsa Images/E+/Getty Images.

Qu'un changement de produit implique une matière première ou une jauge, un changement est un changement. Vous devez traiter la pièce modifiée comme nouvelle dans la chaîne de production actuelle jusqu'à ce que vous soyez tout à fait sûr de pouvoir remplacer les pièces actuelles par les nouvelles.

Les principales raisons des modifications de conception sont les suivantes :

Pour garantir la qualité et l'ajustement des pièces, vous devez exécuter certaines validations avant de procéder au remplacement permanent des pièces sur la chaîne de production. Par exemple, avant de remplacer définitivement la qualité ou le calibre d'une pièce, vous devez d'abord suivre quelques étapes de validation :

Le problème est d'exécuter toutes ces validations sans perturber la production actuelle (usine et fournisseur). Vous devez toujours effectuer des tests sur les véhicules pour vous assurer de la qualité des pièces et des attributs des livrables.

Ce n'est qu'après avoir réussi ces essais et validations du système que vous pourrez procéder à la mise en œuvre permanente des modifications dans l'atelier et les lignes de production. Il est important de noter que la validation de la production dépend de la gravité du changement, de la complexité de la pièce et du fonctionnement du système.

Une seule chose est standard : "juste" n'est jamais le cas.

Un déclencheur de conception est une stratégie simple pour gérer les charges des structures de carrosserie. La fonction principale d'un déclencheur est de piloter le comportement du système de carrosserie et de soutenir l'ensemble de la structure du véhicule. Cela devrait aider à gérer et à absorber les entrées de charge, un peu comme des fusibles.

Un bon exemple de déclencheur de conception se produit dans l'ensemble de poutre de pare-chocs avant, qui est un système assez complexe à développer. L'ensemble de pare-chocs doit être suffisamment solide pour recevoir l'impact frontal, mais également être capable d'absorber et de gérer les trajets de charge dans les structures du véhicule venant en sens inverse. Par conséquent, certaines pièces d'un ensemble de poutre de pare-chocs avant sont conçues pour être faibles et pour être écrasées. Parfois, l'affaiblissement de certaines zones améliore les performances de la structure globale. Les déclencheurs ont des fonctions importantes sur cette charge de travail. Cela peut sembler contre-intuitif, mais augmenter la résistance d'une pièce n'améliore pas toujours les performances du véhicule. Le système corporel doit être équilibré et développé pour gérer toutes les entrées de charge.

Le comportement d'impact de l'ensemble de poutre de pare-chocs peut affecter les performances du montant A. C'est pourquoi vous devez gérer ce chemin après la première entrée au niveau de la poutre de pare-chocs.

La conception de déclencheurs implique des compromis techniques très complexes et sensibles. Les déclencheurs sont des fonctionnalités clés pour prendre en charge cette réalisation, mais le simple fait d'ajouter des déclencheurs ne signifie pas que vous pouvez gérer facilement les charges et fournir les résultats attendus. Vous devez considérer d'autres entrées jusqu'à ce que la cible soit atteinte - les déclencheurs ne sont qu'un.

Il est nécessaire que les ingénieurs en structures BIW comprennent le processus d'emboutissage. Bien que vous n'ayez pas nécessairement besoin d'être un expert en emboutissage (cependant, ce serait utile si vous l'étiez), il est vraiment nécessaire d'avoir quelques connaissances sur le processus et les méthodes de formage de la tôle, en particulier les contraintes de fabrication. Avant de piloter et de diriger une conception de pièce en tôle, vous devez, à tout le moins, comprendre comment une pièce est fabriquée.

De plus, vous rencontrerez des problèmes pendant la phase de développement qui exigeront des changements de conception majeurs. Par conséquent, vous devrez être en mesure d'analyser et de fournir des solutions réalisables.

Par exemple, savez-vous ce qu'est le retour élastique ? Savez-vous le contrôler et le contrer avec des procédés de conception ou de fabrication métallique ? Il ne s'agit que d'une contrainte que vous rencontrerez probablement lors de la conception d'une pièce en tôle. Vous devez être capable de le résoudre avec ou sans l'aide de collègues emboutisseurs et d'outilleurs.

Quelles sont les principales différences entre les processus progressifs, en tandem et de transfert ? estampage et profilage; et formage à froid et à chaud ? Vous devez connaître ces termes et comment ces processus affectent la conception.

Gardez à l'esprit qu'un joli modèle CAO coloré sur votre écran d'ordinateur n'est qu'un début. La pièce doit être fabriquée, et toutes les étapes liées au processus et à la fabrication font également partie de la conception du produit. Le flux de travail d'ingénierie produit ne se termine qu'au niveau de l'atelier. Le processus d'emboutissage affecte également les coûts et la qualité de vos pièces et détermine la conception du produit. Vous devez comprendre comment fournir une solution appropriée et fournir une conception réalisable sur la première esquisse.

Enfin et surtout, demandez-vous toujours : "Ai-je vraiment besoin d'ajouter ces fonctionnalités dans la conception ?"

Se poser cette simple question au bon moment peut faire gagner du temps et de l'argent. Il n'est pas rare que les pièces en tôle aient des conceptions surdimensionnées avec des perles, des poches, des brides et même des trous ajoutés qui n'ont pas de but réel.

C'est une erreur compréhensible et normale à faire lors de la conception de nouvelles pièces en utilisant une conception existante comme référence. Si quelqu'un a déjà ajouté ces fonctionnalités, gardons-les, n'est-ce pas ? Faux.

Ce n'est pas que vous n'aurez pas besoin d'ajouter plusieurs des mêmes fonctionnalités dans votre nouveau design, mais vous devez comprendre les raisons techniques avant d'ajouter des fonctionnalités dans votre nouveau design. Ce n'est pas parce que quelqu'un a déjà utilisé une fonctionnalité que vous en aurez également besoin. Vous vous demandez probablement : "Comment saurai-je ?"

Vous pouvez reconcevoir des pièces de tôlerie et supprimer des fonctionnalités d'une conception précédente tout en conservant les mêmes performances système, offrant une conception plus propre et moins chère. Oui, c'est possible, et vous n'avez pas besoin d'être Harry Potter pour le faire.

Perles. La caractéristique la plus utilisée dans la conception de pièces est les perles sur les lignes de pliage. Les concepteurs et les ingénieurs utilisent souvent ces billes pour contrôler le retour élastique et pour stabiliser et rigidifier les parois latérales. Cependant, les perles ne sont nécessaires que dans les situations où le système en a vraiment besoin et où les simulations d'emboutissage indiquent un retour élastique sans autre option pour le contrôler. Les perles ne sont pas nécessaires dans chaque ligne de pliage. Même quelques perles sur la ligne de pliage peuvent augmenter les coûts d'outillage et de pièces. Si vous n'êtes pas sûr, imaginez concevoir le support de flan et l'interface des matrices avec et sans billes.

Le fait est que l'ajout de fonctionnalités dans une conception de pièce emboutie augmente souvent les coûts des pièces et de l'outillage. En termes simples, plus il y a de fonctionnalités, plus les jeux de matrices seront complexes et plus la fabrication prendra de temps.

Jauge de matériau. Une autre surconception courante est l'épaisseur du matériau. Utiliser un matériau trop épais, c'est comme un chasseur qui ne sait pas s'il rencontrera un petit oiseau ou un gros lion en traversant la jungle, alors il porte un fusil à éléphant pour se protéger d'un T-Rex.

Plus la feuille est fine, moins les outils sont chers et moins la force d'emboutissage est nécessaire. Cela comprend les ressorts à gaz, les ressorts, les poinçons et les matrices.

Une bonne règle de base est de toujours commencer un nouveau design aussi propre, simple et plat que possible. Le bon moment pour ajouter des fonctionnalités est après le démarrage des simulations d'emboutissage, des attributs et de l'analyse des fonctions - jamais auparavant ! Une conception propre et simple ne réduit pas la fonctionnalité d'une pièce car elle est conçue pour fournir des fonctions. S'il n'existe aucune raison technique d'ajouter une fonctionnalité, ne le faites pas.

C'est la principale différence entre la connaissance et l'expérience. Non seulement il est important de connaître les techniques de conception, mais il faut aussi savoir comment et quand les appliquer.

L'ingénierie des structures corporelles est rapide, fascinante et assez dynamique, alors continuez à apprendre quotidiennement et faites de votre mieux pour partager vos expériences et vos découvertes avec votre équipe. C'est un bon moyen d'apprendre et de développer vos compétences.