Tebis公司供稿

隨著汽車行業的不斷發展，各品牌汽車的競爭日趨激烈。國內外車企紛紛加快轉型升級步伐，不斷推出更多適合市場的汽車產品，爭取掌握市場主動權。為了滿足不同潛在客戶群體的需求，各廠家在汽車外型和內室設計上不斷進行創新，并試圖縮短產品的研發周期，新車型投入市場的遲早往往是成敗的關鍵。這就對汽車模具的生產和制造提出了更高的要求。一方面，隨著汽車行業的迅猛發展，模具的需求猛增，模具企業為汽車模具服務的數量急劇增多。另一方面，隨著汽車設計的不斷創新，對于模具的制造技術提出了更高的要求。Tebis作為CAD/CAM軟件專家，在汽車原形逆向和縮短模具制造周期方面提供集成化的解決方案。本文以三個應用實例介紹Tebis在汽車行業加速產品制造進程的具體應用。

快速逆向汽車原型

逆向工程是汽車原型設計和制造過程中的一個重要環節。通常是對新車型的油泥模型進行掃描，然后依據掃描數據構建CAD數據。根據逆向精度要求的不同，合理的選擇掃描設備和逆向軟件是非常重要的。利用Tebis的線框模型逆向曲面尤其適合外覆蓋件，由此可以確保A級曲面的原始曲率不被更改。

MS-Design公司是奧地利一家著名的設計公司，其業務之一是為量產車型生產定制化個性化的附加件。MS-Design設計師對菲亞特500量產車的車身進行了改造，在其原本的意大利風格基礎上更加突顯富有年輕時尚和運動活力的造型。

車身改裝的所有樣件需要安裝在原始車身上。因此首先需要用FaroArm測量臂掃描車身的相關區域。FaroArm測量臂具有很高的空間移動性和自由度，可在極短時間內完

從量產車型到改造車型-菲亞特 500 Cup成對復雜對象的完整逆向。車身的一半被掃描，另外一半車身可稍后通過Tebis網格鏡像技術創建，這項工作只需半天時間即可完成。然后依據設計圖紙，直接在相應的車身部位構造油泥模型。隨后，對制作的油泥模型部分進行三維掃描，逆向到虛擬世界。

網絡數據首先在Tebis中被篩選和編輯。隨后便可利用Tebis的Brep技術進行依據網格的曲面逆向。在逆向過程中，Tebis支持用戶根據自己對造型的理解分布線框，軟件在后臺根據工程師設置的準許偏差自動生成擬合網格的曲面。同時，Tebis可快速進入常規CAD設計環境，實現混合建模。MSDesign公司模具制造部負責人Christoph Schneeberger對 Tebis混合建模的強大功能和靈活性給予高度評價：“使用Tebis我們可非常便捷地在掃描數據基礎上進行智能的擴展設計。Tebis一大亮點是，網格與曲面元素彼此結合，使逆向工程方便快捷，使用CAM模塊可以連續完成銑削加工，使整個過程連貫高效。”

掃描結果在Tebis中以網格形式顯示：藍色是原始Fiat 500汽車的表面，而紅色代表油泥建模的車身改裝件

掃描工作完成后一周，用于制造樣車安裝件的第一批模具就被加工出來。通過一體化的逆向工程與加工解決方案，MS-Design公司在Fiat 500 Cup項目中的速度被提高60%至70%。

優化的模面工程

在保證質量、控制成本的前提下縮短模具開發周期具有重大意義。模具開發周期包括模具設計、制造、裝配與試模等階段。盡管許多分析軟件可以提前計算預測板料的回彈，但實際應用中仍需要將軟件分析結果結合試錯的方法或是經驗值對模面進行調整。此外，沖壓模具制造中的最大挑戰之一是模具需要大量的手工修整。從銑削加工完到首次上壓機，通常要經過幾個星期乃至幾個月的時間，還有無法預算的修整研磨處理時間。

用于流程優化項目的切邊沖孔和整形模具

德國阿蓋爾機械制造有限公（ALLGAIER WERKE GmbH）是一家著名的研發和生產汽車沖壓模具的專業廠家，為德國奔馳、寶馬和奧迪等名車廠家提供沖壓制件和模具。該公司通過和Tebis以及Autoform的合作，對整個模具設計和制造流程進行了優化，大副降低了模具的開發周期。

使用Autoform進行回彈分析，利用Tebis進行刀塊設計和模面變形，模面處理

阿蓋爾從客戶那里得到制件的CATIA數據，然后利用Autoform進行沖壓工藝和可行性分析，將拉延和整形工序的分析結果導入Tebis，利用Tebis的RSC（快速構造曲面）技術進行工藝輔助面的設計。之后依據此模面數據開始模具3D設計。與此同時，使用Autoform對板料成型穩定性和回彈進行分析，將帶有回彈補償的模面網格數據導入Tebis，利用Tebis獨特的基于Brep技術的模面變形功能對原有的CAD數據進行“一鍵式”調整，并保持A級曲面的質量。為了節省鉗工修模的工作量，阿蓋爾在處理模面強壓區和避空區之間的連接時，利用Tebis自動生成光順的曲面，而不是采用常規的虛擬壁厚偏置的方法。最后，采用Tebis自動化的編程方法，快速高質量的生成加工刀路。整個流程連貫高效。

模具工程部門領導Ralf Schmidt表示，在Tebis和Autoform專家的幫助下，通過對整個流程的優化，模具研發周期時間減少了30%，平均減少3個修模循環。Ralf Schmidt說：“我們使用Tebis快速地將回彈補償添加到模面上，并在設計階段就考慮到修模階段的具體問題，利用Tebis自動化的準備模面數據，這大大提高了整個流程的速度。”

自動化智能加工汽車模具

降低模具生產周期的同時提高模具質量，并滿足最前沿的設計要求是當前對汽車模具提出的新挑戰。縱觀模具的整個設計制造過程，工藝、軟件（CAE，CAD，CAM）、刀具和機床等每個技術環節都對最終的結果產生影響，并且各個技術環節并不是孤立存在，而是還會相互作用。

意大利著名汽車供應商馬瑞利（Magneti Marelli）集團的P.C.M.A.公司專門研發和制造汽車注塑磨具。該公司致力于研發高附加值的大型汽車注塑模具，比如汽車儀表板的模具。隨著人體工程學的不斷應用，汽車內室的設計越來越合理，但內室件設計的提升意味著對其模具數量和質量的要求也急劇增加。注塑模具相比于其他類型模具具有深腔多，深孔多，加工量大的特點。

吉普Renegade的儀表板模具由P.C.M.A.公司制造

車間主任Vincenzo De Riccardis說：“大型的模具長度可以達到2.5 m，平均冷卻水道的長度有250m，這些冷卻水道需要用專門的深孔加工設備和刀具來進行加工，加工參數也非常復雜。”因此，P.C.M.A.公司采用了Tebis2.5D自動編程解決方案：在Tebis中為孔槽等幾何建立特征庫，在刀具庫中針對加工狀況輸入加工參數，便于編程時一鍵調用。將所有加工進行分類，并標準化流程，根據具體加工建立編程模板。優化編程流程的同時P.C.M.A.還不斷升級設備，新引進的立式五軸立式銑床，帶有200個自動換刀位，為無人化加工奠定了基礎。

Tebis為深孔加工開發的特殊功能

在加工方法上，P.C.M.A.公司也不斷采用先進技術。針對具有陡峭型腔的注塑模具，P.C.M.A.公司采用自適應開粗的加工方式，這是Tebis專門針對此類應用研發的加工方式，自適應開粗使用高性能刀具（HPC），以更大的切削深度和更小的橫向進給量實現高效加工，刀軌布局在不帶滿刀切削的情況下自動匹配工件幾何形狀。這種加工方法不僅可以減少開粗的加工時間，而且由于是自動避免滿刀切削，所以刀具磨損減少，刀具壽命增加。

Vincenzo De Riccardis總結說，有一套貫穿整個流程的解決方案對汽車模具制造企業至關重要。連貫的流程需要軟件來支撐，通過軟件將各環節工作協調優化，并利用軟件把設備的最高性能發揮出來，這樣企業才能在競爭中取得領先地位。□

Tebis自適應開粗充分利用HPC刀具的大切削深度