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CAD/CAM在汽车内饰生产中大显身手

国际金属加工网 2017年07月20日

现代加工工业对于高效率、高精度、高质量、低成本提出了越来越高的要求。CAD/CAM系统自诞生之时起,发挥的作用日益增强,并已成为广大生产企业必不可缺的得力工具,在汽车内饰的设计和生产中也不例外。

汽车内饰件(如汽车座套、内部及顶篷装饰材料、地毯等)主要为皮革及纺织面料,也有一些复合材料。在生产力发达的国家,市场竞争和科技的发展使得企业纷纷进行生产自动化改造,CAD/CAM系统也因此在其中大显身手。现在,国内也已经有许多领先的汽车内饰件厂商配备了CAD/CAM系统进行高效设计和生产。

在图1所示的全自动化软性材料裁片加工的整个过程中,根据业内习惯,我们通常将“款式设计→3D-2D转化→样片设计及排版优化→纸样绘图”归入CAD系统,在企业实际生产中,建立专门的CAD室进行整个流程控制,而“铺料→裁割”属于车间生产的阶段,我们将其归入CAM系统的范畴之内,企业建立裁剪车间来满足高效自动化的生产需求。下面将主要介绍CAD/CAM系统在设计和生产各主要过程中的应用。

图1  全自动化软性材料裁片加工的程序

款式设计与开发

款式设计时,设计人员根据市场需求设计出与本公司产品整体相吻合的适销对路的产品款型,与之相配合的皮革或者纺织面料也在此过程中得到规定。除了有设计师的创意之外,高效的设计工具将为设计开发的灵感和创意添上翅膀,大大加快设计过程,缩短开发周期,这同时也意味着效益的提高。这方面的应用软件有:Photoshop、Coreldraw、AutoCAD等,这些软件通用性强,深受广大设计开发人员的喜爱,但大家也不难发现这类软件的局限性,特别是在专业性功能上不能满足内饰设计开发人员的需求,因此,针对特定用途的专业软件越来越受到人们的欢迎,比如VisionFashion Studio。

在服装设计中大显身手的Vision Fashion Studio软件系统在针对汽车内饰和家具的面料款式设计方面同样性能卓越,不仅可以实现面料本身的设计,而且在颜色调整、样板库、换装效果等方面完全能满足设计师的需求,使设计师能方便地看到某一种款式的设计模拟更换不同面料、花色时的实际效果,这大大提高了设计师的工作效率,使他们可以把更多的精力放到创意和规划上,对于产品样板的开发起到了积极的作用。

3D-2D转化

汽车内饰件的成品都是立体的,可是当我们需要为他们配上面料、皮革以及其他外饰材料时,这些材料本身都是平面的,这就必须将成品的3D参数通过专业计算机换算成2D参数,从而得出制作成品所需要分解的平面裁片数量及具体规格尺寸。3D-Director工具的开发使得设计过程中3D-2D转换的风险大大降低,由于软件计算精确,因而由此设计出来的样片缝合起来后的整体将非常贴合成品的结构本身,从而减少了贴合性试验的次数,降低了在设计开发中对产品原型的依赖程度,更能节省昂贵的材料,对选用高档面料、高级皮革等的汽车内饰件生产企业来说,这意味着非常可观的成本节约,经济效益也就相应地提高了。

图2  3D-Director工具使得设计过程中3D-2D转换的风险大大降低

样板设计、自动排版

设计师的款式和花色设计由3D模式转化成2D模式,使得样板开发的过程前进了一大步,接下来就是如何合理地进行分片,以最少的裁片数量实现最佳的成品贴合性了。

这个过程有多种完成方式,高级样板师的手工操作在传统生产中起着很重要的作用。手工操作的不足之处在于对人员熟练程度的依赖性相当高,同样的工作,经验不同的人员操作,精确度和效率都会大有不同,其次,手工操作重复性和稳定向相对较差,导致产品的一致性难以控制。人员变动对生产的影响非常大,而且一名熟练的操作能手也不是一朝一夕就能培养好的。

自动化样板设计和自动排版将使这种局面得到彻底改观。AccuMark样板设计、排版软件是行业标准的软件,拥有广泛的用户群。

AccuMark所具备的强大工作能力可以通过多种途径设计和规划样板,例如读图板(数字化读图仪)可以扫描读取现有样板资料,然后进行样板编辑和修改。Nestpack和NestServer软件的自动排版及排版图优化作业能够保证样板的精确开发,优化排版的最大贡献就是快速、省料,也有助于采购部门确定面料或者皮革等原材料的进货量。电子文件存贮更有助于保护公司的样板资料。计算机操作软件相对技师经验的积累更容易掌握。

图3  AccuMark样板设计、排版软件是行业标准的软件,拥有广泛的用户群

纸样喷绘

所有的二维样板设计完成以后,接下来是用绘图机将排版图绘成纸样,便于1:1实样对比以及试生产时检视和控制裁割路径。

从理论上讲,笔式绘图机的运行轨迹是根据排版图的线路来走的,因而相对来说在排版图不太密的情况下较为适用,而喷墨绘图机只是往复式的来回喷墨绘图,因此,在排版图线条密集的情况下,喷墨绘图机的效率更高。

图4  自动铺布系统

铺料

汽车内饰件的衬垫甚至外辅材料都会用到布料或者一些合成材料,这类材料不像皮革,每块皮都不同,而是一批材料都是相同的。为了提高生产效率,多层材料同时裁割将会大大加快生产速度。用自动铺布系统进行铺料可以保证铺布速度和平整度,是自动化生产的好帮手。由于面料质地不同,铺布的难度也有所不同,一般而言,非弹性面料在铺料过程中的变形较小,易于掌握;而要铺好弹性面料,则没那么容易,伸缩率、变形都是非常棘手的事情,不过现在世界上最先进的自动化铺布机已经做到了无张力铺布作业,可以应付各类面料,实现平整、上下整齐一致的铺布了。


图5  美国格柏的S91高层裁床裁割厚度高,擅长裁割一些难裁的面料

裁割

1、 皮革裁割

皮革和复合材料的裁割可以借助于智能化的高速皮革裁割系统,实现皮革等级分类分色标示、疵点识别,进行合理分配和裁割,并可选用人工排料和电脑自动优化排版程序,最大化利用昂贵的皮革,实现精确可靠的高质量裁割。

2、布料裁割

布料裁割可以选用的设备有两种,一种是用于特殊订制化生产的单层或低层裁割系统,另一种是批量化生产的中高层裁床。

在制作样品和订制高档家具时,单层或低层裁割系统的这类裁床操作灵活,裁割精确,非常好用。一般来说,单层裁割在设计之初就考虑到了生产空间的实际情况,因而占地面积都较小,易于在生产区域规划中进行安排,有很多用户甚至将其纳入了设计室设备的范畴。

根据不同的应用情况,中高层裁床可以裁割的布料厚度有所不同,现在市场上比较常用的裁床裁割厚度布料真空压缩后为2.5~7.6cm。在实际生产中,由于铺布环节速度较慢,常常会成为厂商生产时的一个瓶颈,因此,这类中高层裁割系统一般都会与自动化铺布系统结合使用,以满足生产任务的需要。美国格柏的S91高层裁床已经问世近20年了,由于其裁割厚度高、擅长裁割一些难裁的面料,因而受到很多汽车内饰厂商的青睐。

需要特别指出的是,对于一些有条格或者花纹的面料,不同裁片之间的条格或者花纹的吻合是生产中常常碰到的难题之一,专业的自动化生产对条对格系统将帮助企业轻松解决这个问题,质量和速度同时也都会得到很高的保障。接下来就是将这些裁片缝合到一起的问题了,这里不再赘述。


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雷尼绍

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