在开发样车制造前,为了模拟和验证车辆的某一方面(一般是底盘、动力总成的布置或某些性能)以及初的性能数据采集,而制造的实物样车——Mule Car。它实际是车辆的模型状态, 主要用于验证零部件总布置方案、试验整车基本性能、发动机机舱热负荷等。同时为后期零部件开发设计提供实车依据,但与真正的产品样车还有很大差异。
对于一般零件, 只开发一序简易成形模具,其模具结构与正式模具一样,包括凸模、凹模、拉延筋、压边圈或压料板等,但取消或简化了导向机构、安全机构。为减小模具度,制作统一的互换式垫板。
激光切割机的精度可以达到0.2mm,完全满足样车试制的要求。对于现代CAD/CAM 制造技术来说,样件的激光切割精度就更加依赖其定位支架的制作工艺。定位支架分为油泥固定和数模截面线定位两种形式。
油泥式固定支架(如图5):在油泥未凝固前,由拉延件型面确定出固定形状。因油泥符合实际制件型面,定位相对稳定。但容易偏离数模原始状态,且不易发现差别。
因为样车试制阶段的数据状态并不具备开发正式检具的条件,那么在签订技术协议时, 主机厂会要求供应商对重要的车身覆盖件开发简易检具,其他制件采用凸模划线的方式对制件进行检测。试制样件的精度要求相对于量产模具的标准要低些,但不会因为制作工艺不同、制造周期迅速而丧失了产品验证的作用, 一般包括孔、线、面、曲率半径、翻边及角度等检测项目。按照目前供应商的制造水平,韩国、日本等国外供应商基本可以达到85%以上制件符合率,国内厂家精度相对较低,在70%-80%。
RP技术是80年代后期发展起来的快速成型(Rapid Prototyping简称RP)技术,被认为是近年来制造技术领域的一次重大突破,其对制造业的影响可与数控技术的出现相媲美。RP系统综合了机械工程、CAD、数控技术,激光技术及材料科学技术,可以自动、直接、快速、地将设计思想物化为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而可以对产品设计进行快速评价、修改及功能试验,有效地缩短了产品的研发周期。而以RP系统为基础发展起来并已成熟的快速模具工装制造( Quick Tooling)技术,快速精铸技术(Quick Casting),快速金属粉末烧结技术(Quick Powder Sintering),则可实现零件的快速成品。
产品设计评估与校审
RP技术将CAD的设计构想快速、、而又经济地生成可触摸的物理实体。显然比将三维的几何造型展示于二维的屏幕或图纸上具有更高的直观性和启示性。正可谓“一图值千言,一物值千图”。因此,设计人员可以更快,更易地发现设计中的错误。更重要的是,对成品而言,设计人员可及时体验其新设计产品的使用舒适性和美学品质。RP生成的模型亦是设计部门与非技术部门交流的更好中介物。有鉴于此,国外常把快速成型系统作为CAD系统的外围设备,并称桌上型的快速成型机为“三维实体印刷机(3D Solid printer)”。
在RP系统中使用新型光敏树脂材料制成的产品零件原型具有足够的强度,可用于传热、流体力学试验,用某些特殊光敏固化材料制成的模型还具有光弹特性。可用于产品受载应力应变的实验分析。例如,美国GM在为其97年将推出的某车型开发中,直接使用RP生成的模型进行其车内空调系统、冷却循环系统及冬用加热取暖系统的传热学试验,较之以往的同类试验节省费用40%以上。Chrysler则直接利用RP制造的车体原型进行高速风洞流体动力学试验,节省成本达 70%。