Mahle

40 komplexa delar för säkerhets- och uthållighetstester på rekordtid

Nicolas Edel är förutvecklingsingenjör på Mahle. Han övervakar för närvarande utvecklingen av en ny generation av högspänningsvärmare som är kompatibla med arkitekturen på 800 volt i elfordon med snabbladdning.

Han lade nyligen en brådskande order hos Protolabs för att bearbeta två små satser med komplexa aluminiumdelar, så att ungefär 20 nya höljesprototyper kunde tillverkas. Prototyperna, som var avsedda för koncept- och designvalidering samt uthållighets- och säkerhetstester, var tvungna att visa mekaniska prestanda och dielektriska egenskaper som var så nära delarna från serien som möjligt, som ska tillverkas av vakuumgjuten aluminium.

Med den ursprungliga CAD-modellen och trots en genomsnittlig bearbetningstid på 20 timmar per del, antog Protolabs den dubbla utmaningen med hastighet och kvalitet. De första tio delarna levererades på sex dagar och de andra 30 delarna levererades på tre veckor.

En ny generation av högspänningsvärmare för fordon med 800 volt

Den konstanta spänningsökningen i fordons elektriska arkitektur har lett till förändringar av luftkonditioneringssystemen inuti fordon. Än så länge finns det bara ett fåtal elektriska högspänningsvärmare, som de som Mahle tillhandahöll, som kan anslutas direkt till arkitekturen på 800 volt i nya elfordon med snabbladdning. Detta beror på att de har stora begränsningar när det gäller design och säkerhet, trots fördelarna med minskad elförbrukning och en lättare ledare.

Mahle har lyckats övervinna dessa begränsningar och tack vare deras omfattande kunskaper kan de uppfylla alla tillverkarens specifikationer med integrerade lösningar som inte kräver kablar eller ytterligare gränssnitt.

Ett hölje, fyra funktioner

Aluminiumhöljet som Mahle har designat (med de första prototyperna bearbetade av Protolabs) uppfyller fyra funktioner på en gång. Det skyddar elektroniska komponenter mot damm och fukt, fungerar som en Faraday-bur, möjliggör värmeöverföring mellan elektronik och omgivande luftflöden och bidrar slutligen till att på ett mekaniskt sätt skydda kundgränssnitt.

Var och en av dessa funktioner påverkas av vilken aluminiumlegering som används.

”När vi tillverkade de bearbetade prototyperna kunde vi inte använda samma legering som i serien”, förklarade Nicolas Edel. ”Vi valde legeringen 6082 som Protolabs hade rekommenderat i ett tidigare projekt med samma begränsningar. Den ger en utmärkt balans mellan värmeledningsförmåga, mekanisk styrka och bearbetningsprecision.”

Från CAD-design till bearbetad del

Som tidigare nämnts designades höljets båda delar för vakuumgjutning. Trots komplexiteten validerades DFM av Protolabs proprietära programvara med väldigt få ändringar.

”Dessa delar har väldigt tunna väggar, väldigt små områden mellan vissa väggar och hörn som är i kontakt med gjutformen, vilket gör bearbetningen svår”, förklarade Nicolas Edel. ”Experterna på Protolabs ansvarade för att modifiera de delar som inte kunde bearbetas. Vi fick en reviderad DFM 24 timmar efter att vi hade skickat in våra delar och vi godkände den direkt. Om vi vore tvungna att ändra designen på våra delar skulle vi ha förlorat flera dagar.”

Nicolas Edel tillade: ”Vi beställde en första sats med fem enheter av varje del för att kunna kontrollera att monteringen blev rätt. Vi behövde bara göra mycket små justeringar. DFM uppdaterades av Protolabs och vi gick vidare med den andra satsen. Med tanke på bearbetningstiden som krävdes för varje del (i genomsnitt 20 timmar) försäkrade säljavdelningen att slutdatumen skulle uppfyllas. Vi litade på Protolabs produktionskapacitet eftersom vi redan hade satt den på prov med en liknande del. De 30 delarna i den andra satsen levererades på tre veckor som planerat.”

När någon frågar Nicolas Edel om Protolabs tjänst sammanfattar han den med två ord: punktlig och effektiv. Han förklarade vidare: ”Deras processer är pålitliga och deras försäljningsteam och tekniska team är tillgängliga om du behöver dem. Det digitala gränssnittet passar mig perfekt och sparar mycket tid. Jag kan få en offert på tio minuter om min DFM är korrekt och jag kan göra en beställning direkt. Dessutom har jag kontroll över mina delar.”

Om MAHLE-koncernen:

MAHLE är en ledande leverantör inom bilindustrin. Deras motorsystem, filtreringssystem och värmekomfortsystem installeras i hälften av alla fordon i världen.

MAHLE är en pionjär inom teknik och drivkraft inom E-mobility och utvecklar integrerade system för att göra transport effektivare, mer miljöanpassad och bekväm.

Tack vare all kunskap inom koncernen kan den hantera problem med drivlinor och HVAC-teknik.

Mer information finns på: www.mahle.com