Tổng quan về công nghệ sản xuất ô tô

1 1 Tổng quan về công nghệ sản xuất ô tô Để chế tạo một mẫu xe ô tô mới hoàn toàn thông thường cần từ 3 đến 5 năm Tuy nhiên, quy trình này có thể rút ngắn xuống nếu nhà sản xuất không chế tạo động cơ và hợp tác với nhiều đối tác có kinh nghiệm Quy trình công nghệ sản xuất ô tô hiện nay Thiết kế Xuất phát từ các khảo sát, nghiên cứu thị trường của các hãng xe, các ý tưởng về các mẫu xe mới sẽ được hình thành Các nhà thiết kế sẽ cố gắng dự đoán trước những gì người dùng mong muốn trong vòng khoảng.

1.1 Tổng quan công nghệ sản xuất ô tô Để chế tạo mẫu xe tơ hồn tồn thơng thường cần từ đến năm Tuy nhiên, quy trình rút ngắn xuống nhà sản xuất không chế tạo động hợp tác với nhiều đối tác có kinh nghiệm Quy trình công nghệ sản xuất ô tô Thiết kế Xuất phát từ khảo sát, nghiên cứu thị trường hãng xe, ý tưởng mẫu xe hình thành Các nhà thiết kế cố gắng dự đốn trước người dùng mong muốn vịng khoảng năm sau Ngày nay, với phát triển công cụ phần mềm, nhà thiết kế vẽ concept dựng mơ hình 3D Dựa mơ này, đội ngũ thiết kế đắp mơ hình xe đất sét Các chuyên gia thiết kế điều chỉnh thiết kế họ trực tiếp mơ hình đến họ nghĩ sản phẩm cơng chúng đón nhận Sau mơ hình đất sét điều chỉnh hồn thiện, đội ngũ thiết kế bắt đầu chế tạo nguyên mẫu theo tỷ lệ 1:1 Nghiên cứu phát triển thử nghiệm Sau nguyên mẫu (prototype) chế tạo, hãng sản xuất bắt đầu thử nghiệm Quá trình thường hàng năm trời, tùy thuộc vào dịng sản phẩm Thơng thường, q trình thử nghiệm xe vận hành khu đường thử tách biệt ngụy trang kỹ lớp băng dán bên Điều nhằm tránh rị rỉ thơng tin với đối thủ cạnh tranh Các trình thử nghiệm xe tiến hành điều kiện thời tiết, địa hình để khắc phục khuyết điểm Các trung tâm nghiên cứu liên tục phân tích liệu q trình thử nghiệm để thay đổi phát triển công nghệ cho phù hợp Những xe thử nghiệm đo hệ số cản khí động học hầm gió Thử nghiệm mức độ va chạm để kiểm tra mức độ an toàn, độ cứng khung gầm Q trình sản xuất cơng nghệ sản xuất tơ Q trình thử nghiệm hồn tất lúc xe bắt đầu lên dây chuyền sản xuất Để sản xuất xe cần hàng chục nghìn chi tiết, linh kiện Sự phối hợp nhà sản xuất ô tô nhà cung ứng phụ tùng diễn chặt chẽ, phận cấu thành nên xe nhanh chóng chuyển đến phân chia phận dây chuyền Dây chuyền lắp ráp ô tô Phần khung xe kẹp cố định băng tải để tránh dịch chuyển sai vị trí Các robot người thợ lắp ráp phận từ trong, ngoài, thùng xe, hệ thống truyền động, cấu lái, … Sau cánh tay robot hồn thành cơng đoạn lắp ráp mối hàn, trình sơn xe bắt đầu Ở nhà máy công suất lớn, robot tự động phun sơn nhằm đảm bảo tính xác đến kích thước nhỏ Các kỹ sư đảm nhiệm việc pha màu điều khiển máy móc Sau trải qua quy trình sơn xe, cơng nhân tiến hành lắp ráp nội thất, điện, điều khiển, hệ thống âm thanh, … Và cuối cùng, sau cơng đoạn hồn thành, xe lái tới trạm kiểm tra, hệ thống từ ánh sáng, âm thanh, cân bằng, cảm biến, … kiểm tra kỹ lưỡng Bất kỳ khuyết điểm phát đưa trung tâm sửa chữa Sau xe vượt qua trạm kiểm tra cuối cùng, gắn nhãn hiệu, bảng giá xếp bãi chờ vận chuyển thị trường Quy trình dây chuyền lắp ráp ô tô công nghệ sản xuất ô tô Khung xe Khung đặt dây chuyền lắp ráp kẹp vào băng tải để không bị trượt băng chuyền Từ khung ô tô di chuyển đến khu vực lắp ráp linh kiện, nơi hồn chỉnh hệ thống treo trước sau, bình xăng, trục sau trục truyền động, hộp số, thành phần hộp lái, trống bánh xe hệ thống phanh lắp đặt Các công nhân sử dụng cánh tay robot để lắp đặt thành phần nặng vào bên khoang động khung Sau động hộp số lắp đặt, công nhân gắn tản nhiệt người khác bắt bu lơng vào vị trí Robot khớp nối thực tất hoạt động nâng mang nhà lắp ráp sử dụng cờ lê khí nén bắt miếng linh kiện vào vị trí Thân xe Khung gầm thành phần lớn mà nẹp hàn bắt vít vào Khi di chuyển xuống dây chuyền lắp ráp, giữ cố định đồ gá kẹp, xưởng bắt đầu chế tạo vỏ xe Các cánh tay robot thường ứng dụng rộng rãi để ghép nối phận mà người thực Robot có khả gắp mui nặng đến 90kg xếp chúng vào vị trí Thân xe sau lắp ráp hồn chỉnh chuyển sang giai đoạn phun sơn Sơn xe Các nhà máy sản xuất với công suất lớn thường sử dụng robot phun sơn để đảm bảo độ xác tuyệt đối cho sản phẩm Các kỹ sư đảm nhiệm việc pha màu sơn vận hành robot Mặt khác, kỹ sư thực công đoạn sơn nhà máy quy mô nhỏ không đủ khả đầu tư robot Trước bước vào giai đoạn sơn, xe kiểm tra nghiêm ngặt sửa chữa khiếm khuyết sau làm Chiếc xe phủ lớp sơn tĩnh điện bên bên ngồi sấy khơ Tiếp theo phủ tạo màu, sơn bóng chuyển sang lị hấp 1350C Lắp ráp nội thất cơng nghệ sản xuất ô tô Các thiết bị nội thất đồng hồ, dây điện, ghế ngồi, đèn xe, bảng điều khiển, radio, kính chắn gió,… lắp ráp vào xe robot Lắp khung gầm vào vỏ xe Ở giai đoạn này, robot nâng thân vỏ tơ lên khung, nhân cơng bắt vít cố định thân khung sau lắp ráp phanh bánh xe để tạo xe hoàn chỉnh Kiểm tra chất lượng Sau lắp ráp hồn chỉnh, xe tơ kiểm tra để đảm bảo chất lượng tối ưu Xe thành phẩm lái đến trạm bên Tại đây, hệ thống đèn, còi xe, cảm biến, hệ thống cân bằng, hệ thống pin, sạc kiểm tra cẩn thận Nếu có khuyết điểm, xe đưa trung tâm sửa chữa Sau hoàn thành kiểm nghiệm khắc phục khuyết điểm, xe gắn nhãn hiệu, bảng giá xếp bãi chờ trước đưa đến showroom hay cửa hàng Những lợi ích sử dụng dây chuyền lắp ráp tô Việc sử dụng dây chuyền lắp ráp mang lại cho doanh nghiệp nhiều lợi ích to lớn như:     Giảm nhân công lao động phổ thông Sản phẩm sản xuất đồng loạt suất cao Kiếm sốt lỗi có hệ thơng Nâng cao lợi cạnh tranh cho doanh nghiệp  Ngoài ra, khoản phí đầu tư bảo trì tối ưu cách hiệu Doanh nghiệp nhanh chóng hồn vốn thu lợi nhuận 1.2 Tổng quan Quy trình Cơng nghệ sơn tơ Cơng nghệ sơn xe tơ đóng vai trị quan trọng ngành sản xuất ô tô Công đoạn giúp chống ăn mịn tăng tính thẩm mỹ cho ô tô xuất xưởng Với công nghệ, chất lượng sơn phủ cao giá trị đem lại cho sản phẩm ô tô lớn 1.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sơn ô tô       Loại sơn mà hãng sử dụng: loại sơn lựa chọn kỹ lưỡng để phù hợp với quy trình sơn áp dụng nhà máy, giá thành điều kiện sử dụng xe khách hàng khu vực, thông thường xe Châu u Châu Mỹ hãng lựa chọn sơn cứng, hãng xe Châu Á lựa chọn sơn mềm Bước xử lý nền, sơn lót chống gỉ nhúng bể sơn kỹ lưỡng, gần 100% khơng thể thiếu sót ngóc ngách Để tạo bề mặt hoàn hảo trước sơn màu Điều kiện mơi trường sơn: bạn có để ý tất phịng kín đảm bảo nhiệt độ, độ ẩm, lưu lượng gió, áp suất phun sơn kiểm soát đạt số tốt Robot phun sơn: lập trình cách xác lượng phun, áp suất phun, tốc độ phun, khoảng cách phun xác tuyệt đối theo loại màu, biên dạng loại xe Kiểm tra chất lượng cơng nghệ cao sóng siêu âm phát lỗi bề mặt sơn để xử lý, đo độ dày độ bóng sơn xe đạt số theo yêu cầu Đặc biệt toàn robot làm hết, làm việc 24/24 mà xác xuất sai sót gần Và cho kết đạt hay không đạt theo tiêu chí đặt 1.2.2 Lịch sử cơng nghệ sơn xe ô tô Công nghệ sơn xe năm 1910 Khoảng năm sau Henry Ford thành lập công ty Ford, công nghệ sơn xe bắt đầu xuất với phổ biến sơn véc-ni Giống bề mặt gỗ, sơn phủ lên bề mặt xe đợi khơ, sau đánh bóng để đạt đến độ dày mong muốn Để sơn xong xe 40 ngày loại sơn thường không thật đẹp mắt Tuy nhiên, phương pháp phổ biến năm 1920 Đầu năm 1930 Ngành công nghiệp sơn ô tô bắt đầu sử dụng sơn men nóng (stoving enamel, sơn gốc dầu) Ban đầu, sản phẩm áp dụng giống cách làm với sơn véc-ni Tuy nhiên, sơn men nóng dày thời gian thực nhanh hơn, bề mặt lại bóng Đến năm 1930-1940, súng phun phát minh giúp thời gian sơn xe rút ngắn phần ba so với phương pháp trước đó, bề mặt sơn mịn Đầu năm 1955 General Motors (GM) bắt đầu làm việc với nhà cung cấp nguyên liệu thô Họ chọn loại sơn acrylic (sơn gốc nước), áp dụng với súng phun Dù loại sơn lâu khơ khó bám phải dùng lò hấp sấy để làm bay hết dung môi, giúp cho bề mặt sơn mịn đồng nhất, bù lại bề mặt sơn bóng, giúp tiết kiệm thời gian Năm 1970 Xe Nhật bắt đầu phổ biến năm 1970 Nhật Bản nước châu Âu bắt đầu áp dụng hệ thống sơn acrylic lớp Họ thành công việc mạ kim loại trước sơn Cuối năm 1980 đầu năm 1990 Nhiều quy định ban hành Các hãng xe phải thay đổi cách ứng dụng sơn quy trình sản xuất Họ bị giám sát kỹ lưỡng theo tiêu chuẩn khắt khe Từ năm 1990 đến nay, hệ thống sơn ngày hoàn thiện Màu sắc đẹp mắt Độ bóng cao mà bền bỉ bảo dưỡng cách Thậm chí, điều kiện môi trường khắc nghiệt, lớp sơn giữ độ bền nhiều năm, chăm sóc cẩn thận 1.2.3 Các loại sơn xe phổ biến Hiện có loại sơn phổ biến thị trường acrylic lacquer, acrylic enamel, acrylic urethane sơn nước Sơn acrylic lacquer phổ biến từ thập niên 20 60 kỷ XX Đến nay, loại sơn ưa chuộng, cho dù số khu vực châu Âu, việc sử dụng loại sơn bị cấm loại độc Tuy nhiên, loại sơn rẻ dễ sử dụng với “họa sĩ” tay nghề thấp mà đảm bảo độ bóng đẹp cho xe, lại phù hợp dùng với súng phun, nhiều màu bóng khó trày Dù vậy, loại sơn chịu tia UV chất hóa học kém, nên tuổi thọ sơn ngắn Sơn acrylic enamel bóng hơn, số màu yêu cầu lớp phủ suốt Sơn urethane sơn enamel, đắt “rắc rối” Tuy nhiên, lại dễ sử dụng sơn lacquer có độ bền sơn enamel Loại sơn yêu cầu thêm màu, chất làm mịn hạt màu để phù hợp với súng sơn chất xúc tác để rút ngắn thời gian khô Sơn pha xong cần sử dụng nhanh Tất sơn thừa phải bỏ có độc tính cao Phun nhiều lớp tạo độ bóng cao, khơng cần chăm sóc mà nhiều năm 1.2.4 Một số ưu điểm dây chuyền sơn ô tô      Chất lượng sơn cao tạo màng sơn vị trí hốc, ngóc ngách với độ đồng với vị trí khác So với phương pháp sơn khác dây chuyền sơn ô tô công nghệ điện ly có hiệu suất chuyển đổi cao đặc biệt so với sơn phun Lượng sơn dư thừa bám dính bề mặt thu hồi sử dụng giúp giảm chi phí Dung dịch sơn ED loại sơn gốc nước nên giảm thiểu nguy ô nhiễm môi trường, nguy cháy nổ giảm thiểu chi phí xây lắp hệ thống xử lý nước thải, hệ thống PCCC Dây chuyền sơn tơ khép kín suất cao, giảm thiểu nhân công 1.2.5 Toyota công nghệ sơn xe thân thiện với môi trường Trong khứ, Toyota mẫu xe Prius tiên phong phân khúc xe hybrid thân thiện môi trường với việc bán đại trà mẫu xe từ năm 1997 đến Nay, hãng xe đến từ Nhật Bản lại tiếp tục tiên phong lĩnh vực sơn xe với công nghệ mới, thân thiện với môi trường tăng hiệu bám dính bề mặt sơn cách vượt trội so với cơng nghệ sơn có thị trường Hiệu sơn xác định lượng sơn phun từ súng sơn với lượng sơn bám lại bề mặt sơn Với công nghệ sơn này, Toyota tự tin cho biết hãng 5% lượng sơn, tức hiệu lên đến 95%, cao giới thời điểm Với công nghệ sơn thông thường trước đây, hiệu vào mức khoảng 60% đến 70% Sử dụng quy trình sơn giúp Toyota giảm khoảng bảy phần trăm lượng khí thải CO2 nhà máy Khơng giống sơn ngun tử khơng khí thơng thường sử dụng lực khí động học để làm cho hạt sơn bám lên bề mặt cần sơn, quy trình sơn Toyota làm cho hạt tích điện hấp dẫn sơn bám lên bề mặt (thân xe) Theo cách này, hạt nguyên tử bị phân tán, đó, mát q trình sơn xe giảm đáng kể Đầu súng sơn với công nghệ sơn nguyên tử Toyota thiết kế với dạng hình trụ với 600 rãnh bên Khi hoạt động, hạt sơn trượt theo rãnh này, kết hợp với tĩnh điện, hạt sơn bay khỏi súng ngun tử hóa Cơng nghệ sơn tĩnh điện nguyên tử hóa Toyota sử dụng nhà máy Takaoka Tsutsumi, Nhật Bản sử dụng nhiều nhà máy tương lai Đây phần nhỏ kế hoạch hướng đến “thử thách nhà máy khơng khí thải CO2 Toyota” Trước đây, “thử thách môi trường Toyota 2050” hãng công bố với mục tiêu xe việc sản xuất hãng giảm mạnh tác động đến môi trường 1.2.6 Công nghệ sơn gốc nước Công nghệ sơn xe phải kể đến sơn gốc nước không độc hại linh hoạt Công nghệ áp dụng rộng rãi nước tiên tiến từ năm 2007, quốc gia có quy định nghiêm ngặt chất thải Nhiều đại lý ôtô Việt Nam chuyển sang sử dụng sơn gốc nước Ưu điểm loại sơn dùng để sửa chữa, hồn thiện vết trầy xước xe sơn sơn gốc dầu Công nghệ sơn gốc nước công nghệ có hệ thống sơn màu phủ bóng gốc nước hệ không khác với quan điểm truyền thống Các cơng nghệ tiên tiến kết kết hợp tính thân thiện với mơi trường vấn đề tốc độ thi công, suất thân thiện với người sử dụng Được xây dựng tảng kinh nghiệm 10 năm PPG sơn gốc nước Envirobase High Performance mang nhiều tính ưu việt như:           Dẫn đầu thị trường màu gốc nước Các hạt màu giúp pha chỉnh màu xác Đạt độ phủ cao giúp giảm tiêu hao vật tư Không cần khuấy – cần lác sử dụng Nhanh! Rất cần thời gian cho chờ cách lớp trước phủ bóng nên rút ngắn thời gian thi cơng Dễ dàng tạt mí để khơng thấy vết sửa chữa Dễ kiểm soát hạt nhũ bạc để tạo kết sửa chữa hoàn hảo Sử dụng hoàn hảo với loại dầu bóng, sơn lót hệ thống sơn GRS cao cấp PPG Tương thích với nhiều loại sơn OEM sử dụng công nghệ gốc nước Được hỗ trợ đầy đủ cơng cụ màu Với tính chất đại này, Envirobase High Performance hệ thống dẫn đầu thị trường màu phủ bóng gốc nước củng cố vai trị dẫn đầu PPG cơng nghệ sơn ô tô Công nghệ sơn gốc nước tiên tiến giới, đảm bảo thân thiện với môi trường; bề mặt trước sơn xử lý công nghệ chà khô, không dùng nước, giúp bề mặt sơn bóng đẹp nhà máy sản xuất, tăng tuổi thọ cho lớp thân vỏ xe 1.2.7 Công nghệ sơn xe tự đổi màu Càng ngày, hãng xe nghĩ nhiều cách để làm sản phẩm hãng bổ sung vào lớp sơn xe tinh thể lỏng đặc biệt, có khả thay đổi cấu trúc để đem lại hiệu ứng thú vị số điều kiện định Mới đây, loại sơn sử dụng cho Nissan Skyline R33 với trợ giúp hãng Auto Kandy đến từ Anh Theo đó, tồn thân xe nhanh chóng chuyển sang màu đen điều kiện nhiệt độ thấp chuyển sang màu vàng cam nhiệt độ tăng lên Lớp sơn đặc biệt dùng lớp sơn sở sử dụng để kết hợp nhiều màu sắc khác Tuy vậy, tuổi thọ lớp sơn kéo dài tháng tác dụng phản ứng nhiệt giảm dần thời gian tiếp xúc với ánh sáng mặt trời tăng lên 1.2.8 Quy trình sơn tơ cơng nghệ điện ly Sơn điện ly hay sơn nhúng ED công nghệ sơn đại sử dụng hoạt động sơn phủ bề mặt nhà máy sản xuất ô tô Quy trình sơn gồm bước chính: Tiền xử lý – Sơn ED – Sấy ED – Đánh bóng – Phun keo, PVC – Sơn lót – Sấy – Sơn màu, sơn bóng – Sấy – Kiểm tra Tiền xử lý/ Pretreatment Ban đầu thân xe đưa từ xưởng hàn vào xưởng sơn để bắt đầu công đoạn tiền xử lý Cơng đoạn có bể rửa theo thứ tự: Bể tẩy dầu – Bể nước công nghiệp – Bể hoạt hóa – Bể phốt phát – Bể nước DI Tại thân xe nhúng vào bể rửa kết hợp với vòi phun để làm tạp chất, bụi bẩn chuẩn bị bề mặt trước sơn ED Kết thúc công đoạn tiền xử lý, thân xe làm phủ màng phốt phát xốp tế vi để tạo chân bám cho màng sơn công đoạn Sơn ED (sơn điện ly) Thân xe trải qua công đoạn tiền xử lý đưa đến bể công đoạn sơn ED Tại thân xe nhúng vào bể sơn để tạo màng sơn công nghệ sơn điện ly âm cực Sau khỏi bể sơn, thân xe nhúng tiếp vào bể UF bể DI để kết thúc công đoạn Trải qua công đoạn sơn điện ly, thân xe ô tô phủ lớp màng sơn chống oxy hóa Với cơng nghệ sơn điện âm cực, màng sơn có độ dày đồng vị trí Đây ưu điểm lớn công nghệ sơn Sơn ED Oven Thân xe ô tô sau sơn ED đưa đến lò sấy Tại thân xe qua buồng sấy sơ buồng sấy lị Lị cấp nhiệt từ hệ thống đầu đốt – buồng đốt gas dầu Ở cuối lị có hệ thống làm mát quạt giúp giảm nhiệt độ cho thân xe trước vào công đoạn Đánh bóng, phun PVC gầm, phun keo làm kín Cơng đoạn này, chỗ sơn chưa đạt yêu cầu đánh bóng máy chà nhám phịng đánh bóng Tiếp theo thân xe tô đưa đến khu vực bắn keo làm kín phun PVC gầm trước vào cơng đoạn Sơn lót – Primer Tại thân xe tơ phủ lớp sơn lót buồng phun sơn Primer Cơng đoạn thực Robot phun sơn người thợ phun sơn với súng phun sơn tĩnh điện Buồng phun sơn có hệ thống quạt hút, hầm nước dập bụi sơn hệ thống Damper điều chỉnh lưu lượng gió Sấy sơn lót – Primer oven Thân xe tiếp tục đưa vào lị Primer để sấy lớp sơn lót Nhiệt độ lò Primer cài đặt thấp so với lị ED Sơn màu, sơn bóng – Top coat Sau khỏi lò sấy Primer thân xe đưa vào buồng sơn màu Top coat Tại thân xe phủ lớp áo sơn với màu sắc mà nhìn thấy xe xuất xưởng sau Sấy sơn màu, sơn bóng – Top oven Để kết thúc cho việc tạo phủ sơn màu thân xe, thân xe đưa đến lò sấy sơn màu Sau khỏi lò sấy sơn màu, thân xe trải qua tất công đoạn dây chuyền sơn ô tô Kiểm tra Trước sang xưởng lắp ráp, thân xe sơn đưa vào buồng kiểm tra Nếu việc sơn đảm bảo chất lượng, thân xe chuyển sang xưởng chuyển đến buồng sửa phát lỗi  ... nhuận 1.2 Tổng quan Quy trình Cơng nghệ sơn tơ Cơng nghệ sơn xe tơ đóng vai trị quan trọng ngành sản xuất ô tô Công đoạn giúp chống ăn mịn tăng tính thẩm mỹ cho ô tô xuất xưởng Với công nghệ, chất... trường Quy trình dây chuyền lắp ráp ô tô công nghệ sản xuất ô tô Khung xe Khung đặt dây chuyền lắp ráp kẹp vào băng tải để không bị trượt băng chuyền Từ khung ô tô di chuyển đến khu vực lắp ráp linh... đạt theo tiêu chí đặt 1.2.2 Lịch sử công nghệ sơn xe ô tô Công nghệ sơn xe năm 1910 Khoảng năm sau Henry Ford thành lập công ty Ford, công nghệ sơn xe bắt đầu xuất với phổ biến sơn véc-ni Giống