Metalinis kupolas automobilių elektronikoje: IATF 16949 atitiktis ir projektavimo svarstymai

Šiuolaikinėse transporto priemonėse yra 50–150 metalinių kupolinių jungiklių per centrines konsoles, vairus, prietaisų skydelius, durų valdiklius ir informacijos ir pramogų sistemas. Kadangi automobilių elektronika tampa sudėtingesnė, reikia pasirinkti tinkamąautomobilių metalinis kupolasSprendimas reikalauja kruopštaus dėmesio IATF 16949 atitikčiai, lytėjimo dizainui ir aplinkos patvarumui. Šiame vadove pateikiami pagrindiniai inžinerijos ir pirkimo aspektai.

1 pav. Šiuolaikinis automobilių vairas ir centrinė konsolė - kiekvienas fizinis mygtukas remiasi metaliniu kupolu, kad būtų galima patikimai lytėti per 10–15 metų transporto priemonės eksploatavimo laiką.

1. Kodėl metaliniai kupolai yra tinkamiausia jungiklių technologija automobilių pramonėje

Automobilių žmonių{0}}mašinų sąsajoms (HMI) reikia jungiklių, kurie suteiktų aiškų lytėjimo grįžtamąjį ryšį, patikimai veiktų plačiame temperatūrų diapazone ir atlaikytų milijonus paspaudimų per 10–15 metų transporto priemonės eksploatavimo laiką. Metaliniai kupolai (suspaudžiami kupolai) šiuos reikalavimus atitinka geriau nei alternatyvios technologijos dėl kelių priežasčių:

• Puikus lytėjimo grįžtamasis ryšys- Metaliniai kupolai paleidžiant išryškina ryškų trūktelėjimą, o lytėjimo santykis siekia iki 60 %. Tai leidžia vairuotojams nežiūrint patvirtinti mygtukų paspaudimus – tai yra svarbi saugos funkcijavairo ir centrinės konsolės valdikliai. Vien tik guminės klaviatūros paprastai pasiekia tik 20–30 % lytėjimo santykį.
• Ilgas eksploatavimo laikas- Aukštos-kokybės nerūdijančio plieno kupolai, skirti 5–10 mln. paspaudimų, gerokai viršijantys įprastą automobiliams reikalingą 500 000–1 mln. ciklų per mygtuką per visą transporto priemonės eksploatavimo laiką.
• Platus temperatūros diapazonas- Nerūdijančio plieno kupolai veikia patikimai nuo -40 laipsnių iki +85 laipsnių ir atitinka visas automobilių aplinkos specifikacijas, įskaitant variklio skyriaus artumą ir paleidimą esant šaltam klimatui.
• Kompaktiškos formos faktorius- Net 0,15 mm kupolo aukštis įgalina plono-profilio valdymo pultus, kurie yra svarbūs šiuolaikinių transporto priemonių interjeruose, kur erdvės yra labai daug.
• Kaštų efektyvumas dideliu mastu- Didelės spartos-štampavimas kupolus sukuria cento dalimis už vienetą, todėl metaliniai kupolai yra ekonomiški net transporto priemonėms su 100+ jungikliais.

2. Atitiktis IATF 16949: ką turi patikrinti automobilių pirkėjai

IATF 16949 yra privalomas automobilių tiekimo grandinių kokybės valdymo standartas. Atliekant kvalifikaciją ametalinių kupolų gamintojasjei naudojate automobilių programas, patikrinkite:

Sertifikato patvirtinimas

• Patvirtinkite, kad IATF 16949 sertifikatas yra aktualus (nepasibaigęs) ir išduotas akredituotos sertifikavimo įstaigos (pvz., TÜV, SGS, DNV).
• Patikrinkite, ar sertifikato aprėptis aiškiai apima „metalinio kupolo / fiksuojamo kupolo / elektroninių komponentų gamybą“ konkrečioje gamybos vietoje, kurioje bus gaminamos jūsų dalys. Kai kurie tiekėjai turi IATF 16949 vienoje gamykloje, bet gamina automobilių dalis ne-sertifikuotoje vietoje.
• Pateikite užklausą dėl naujausios priežiūros audito ataskaitos santraukos ir patvirtinkite, kad nėra svarbių neatitikimų{0}}.

PPAP (gamybos dalies patvirtinimo procesas)

Automobilių programos reikalauja PPAP 3 lygio pateikimo prieš išleidžiant gamybą. Pajėgus metalinio kupolo tiekėjas turėtų pateikti:

• PFMEA(Proceso gedimo režimas ir efektų analizė) - apima štampavimo, dengimo, rūšiavimo ir pakavimo procesus.
• Kontrolės planai- ir prototipas, ir gamyba su specifiniais jėgos, matmenų ir tęstinumo tikrinimo dažniais.
• MSA(Matavimo sistemos analizė) - jėgos tikrinimo įrangai ir optiniam patikrinimui, rodančiam, kad Gage R&R Mažiau nei 10 proc.
• Matmenų ataskaitos- visas kritinių matmenų (skersmens, aukščio, jėgos, lytėjimo santykio) išdėstymo patikrinimas.
• Medžiagų sertifikatai- įskaitant žaliavos ritės sertifikatus ir dangos storio bandymo ataskaitas.
• IMDS pateikimas- medžiagos sudėties duomenys, įvesti į Tarptautinę medžiagų duomenų sistemą.

Proceso galimybė (Cpk)

Automobilių klientai paprastai reikalauja Cpk, didesnio arba lygaus 1,33 kritinėms charakteristikoms. Metalinių kupolų svarbiausios charakteristikos yra paleidimo jėga ir lytėjimo santykis. Paprašykite tiekėjo pradinių proceso galimybių tyrimų (300+ vieneto pavyzdys), rodančių, kad jėgos paskirstymo Cpk yra didesnis nei 1,33 arba lygus jai. Tiekėjai, turintys 100% jėgos rūšiavimą, gali garantuoti ±10% jėgos toleranciją, nepaisant Cpk, tačiau proceso pajėgumų duomenys vis tiek rodo gamybos stabilumą.

3. Kupolo geometrijos pasirinkimas automobilių pramonei

Skirtingoms transporto priemonių valdymo vietoms reikia skirtingos kupolo geometrijos. Čia yra praktinis vadovas pagal taikymo sritį:

4. Lytėjimo dizainas: balansuojantis jausmas, jėga ir akustika

Automobilių HMI komandos deda daug pastangų, kad sureguliuotų valdymo mygtukų lytėjimo ir akustinį pojūtį. Metalinis kupolas yra pagrindinis šio jausmo veiksnys. Pagrindiniai parametrai apima:

Įjungimo jėga

Įprastos automobilių kupolo jėgos svyruoja nuo 150 g iki 300 g. Mažesnės jėgos (150–180 g) naudojamos dažnai spaudžiamiems mygtukams (garsumo, takelio praleidimo), kad būtų sumažintas pirštų nuovargis. Didesnės jėgos (250–300 g) naudojamos saugos -kritiniams arba retai paspaudžiamiems mygtukams (pavojaus žibintams, režimo pasirinkimui), kad būtų išvengta netyčinio paspaudimo. Jėga turi būti vienoda visuose skydelio - mygtukuose, naudotojai lengvai nustato ±20 % gretimų klavišų jėgos kitimą.

Lytėjimo santykis (paspaudimo pojūtis)

Lytėjimo santykis=(didžiausia jėga - spragtelėjimas-per jėgą) / didžiausia jėga × 100 %. Tai yra svarbiausias mygtukų kokybės parametras:

• 30–40%- minkštas, minkštas jausmas; priimtinas mažos{1}}kainos programoms, bet paprastai mažesnės už automobilių pramonės standartus.
• 40–50%- geras, pastebimas paspaudimas; standartas daugeliui automobilių.
• 50–60%- aiškus, aukščiausios kokybės paspaudimo pojūtis; reikalinga prabangioms transporto priemonėms ir aklųjų{1}}valdymo įtaisams (vairui).

Trikampiai kupolai natūraliai pasiekia didesnį lytėjimo santykį (50–60 %) dėl savo trijų -taškų geometrijos, todėl jie yra tinkamiausias pasirinkimasautomobilių trikampis metalinis kupolasprogramas.

Akustinis atlikimas (paspaudimo garsas)

Mygtuko paspaudimo garsas yra svarbi aukščiausios kokybės automobilių kokybės dalis. Metaliniai kupolai skleidžia būdingą spragtelėjimą-, paprastai 40–55 dB. Automobilių originalios įrangos gamintojai dažnai nurodo tikslinį garso lygį ir dažnio profilį. Kupolo medžiagos storis, geometrija ir silikono kietumas turi įtakos akustiniam parašui. Dirbkite su savo kupolo tiekėju ankstyvame projektavimo etape, kad sureguliuotumėte garsą taip, kad jis atitiktų transporto priemonės prekės ženklo HMI charakterį.

5. Patvarumas aplinkai: bandymai be duomenų lapo

Automobilių komponentai turi ištverti ekstremalias sąlygas per 10–15 metų tarnavimo laiką. Standartinės duomenų lapo specifikacijos yra nepakankamos. - reikia atlikti šiuos patvirtinimo bandymus tikromis taikymo sąlygomis:

Temperatūros važiavimas dviračiu

Bandymas pagal ISO 16750-4 arba OEM-konkretų standartą: paprastai 1000 ciklų nuo -40 laipsnių iki +85 laipsnių (arba +125 laipsnio, kai yra po gaubtu), su 30–60 minučių trukmės kiekvieno kraštutinumo atveju. Po važiavimo dviračiu patikrinkite, ar jėgos poslinkis yra mažesnis arba lygus 10%, nėra įtrūkimų ar nuolatinės deformacijos ir atsparumas kontaktui atitinka specifikaciją. Ypatingą dėmesį atkreipkite į kupolus, integruotus su lipnia juosta – dėl temperatūros ciklų klijai gali nuslysti, o tai gali sukelti kupolo nesutapimą.

Vibracija ir mechaninis smūgis

Pagal ISO 16750-3: atsitiktinė vibracija 5–2000 Hz, 0,5–2 g RMS, 8–24 valandas vienai ašiai (X, Y, Z). Mechaninis smūgis: 50-100g, 6-11ms pussinusas, 10 smūgių viena kryptimi. Po bandymo patikrinkite, ar kupolas nesislinko, nėra pertraukiamo kontakto ir nepakito įjungimo jėga. Apsvarstykite galimybę naudoti vairą ir durų skydus (didelis vibracijos poveikis).litavimo{0}}tipo metaliniai kupolaitiesioginiam PCB montavimui vietoj juostos{0}}montuojamų kupolų.

Atsparumas drėgmei ir drėgmei

Bandymas pagal ISO 16750-4: 85 laipsniai / 85 % RH 1000 valandų (arba 40 laipsnių / 93 % RH 1000 valandų kai kuriems originalios įrangos gamintojams). Patekę į drėgmę, patikrinkite, ar nėra kupolo paviršių korozijos, nepadidėja atsparumas kontaktui ir nepablogėja sukibimas. Paauksuoti{10}}kupolai pasižymi didesniu atsparumu korozijai, palyginti su nikeliu; durų plokštėms ir kabrioletams, kur drėgmė yra didesnė, nurodykite paauksavimą.

Cheminis Atsparumas

Automobilių interjeras yra veikiamas apsaugos nuo saulės, rankų losjono, valymo cheminių medžiagų ir gėrimų. Išbandykite kupolo ir liejimo medžiagas, kad jos būtų atsparios dažniausiai pasitaikančioms cheminėms medžiagoms pagal OEM standartus (pvz., GMW14184, VDA 230-211). Silikono formos turi būti išbandytos, ar po cheminio poveikio neišbrinks, nepakitusi spalva ir nepakitęs kietumas.

6. Integravimo parinktys: kupoliniai masyvai, FPC ir silikoninės formos

Automobilių klaviatūrose retai naudojami atskiri laisvi kupolai. Dauguma programų naudoja integruotus mazgus, kurie supaprastina surinkimą ir padidina patikimumą:

Kupolo lakštų masyvai (kupoliniai masyvai)

2 pav. Individualizuotos automobilių metalo kupolo lakštų masyvas - iš anksto-padėtas kupolas ant lipnios PET pagrindo, kad būtų galima supaprastinti klaviatūros surinkimą.

Keli kupolai, iš anksto{0}}sumontuoti ant poliesterio (PET) arba poliimido (PI) lipniojo lakšto, tiksliai išdėstyti taip, kad atitiktų PCB padėklo išdėstymą. Privalumai: nuoseklus kupolo išdėstymas, supaprastintas surinkimas (vienas gabalas vietoj 20+ atskirų kupolų) ir pasirenkami integruoti tarpikliai / perdangos sluoksniai. Centrinėms konsolėms su 20–40 klavišų,pasirinktiniai kupolų matricosyra standartinis sprendimas. Prieš išsiųsdami nurodykite 100 % kiekvieno masyvo elektrinį bandymą (nepertraukiamumą ir izoliaciją).

FPC{0}}Integruoti kupoliniai moduliai

Durų plokštėms ir vairams, kur laidų laidų vieta yra ribota, kupolus galima integruoti tiesiai į juoslanksčios spausdintinės grandinės (FPC). FPC suteikia ir kupolo pagrindą, ir signalo nukreipimą, todėl nereikia atskiros PCB ir laidų. Į FPC-integruotus modulius gali būti LED foninis apšvietimas, jungtys ir net paviršinio tvirtinimo komponentai. Šis metodas sumažina surinkimo sąnaudas ir padidina patikimumą, nes pašalinamas sujungimas.

Silikoninės „Overmold“ klaviatūros

Naudojant vairą ir centrinę konsolę, kurioms reikalingas atsparumas oro sąlygoms ir ergonomiškos raktų formos, metaliniai kupolai derinami su silikoninės gumos klaviatūromis, naudojant perliejimą arba lipnią laminavimą. Silikonas suteikia klaviatūros dangtelio formą, spalvą ir legendą (lazeriu-išgraviruotas LED foniniu apšvietimu), o metalinis kupolas užtikrina lytėjimą. Nurodykite UV-atsparų silikoną, skirtą naudoti ant vairo (tiesioginiai saulės spinduliai), ir maistinį- ar medicininį

7. Automobilių programų tiekimo grandinės svarstymai

Dvigubas tiekimas ir verslo tęstinumas

Automobilių originalios įrangos gamintojai reikalauja visų svarbiausių komponentų veiklos tęstinumo planavimo. Nors metaliniai kupolai yra pigūs-, tiekimo sutrikimas gali sustabdyti visą transporto priemonių gamybos liniją. Turėkite bent du šaltinius didelės apimties{3}}programoms. Tačiau atminkite, kad keičiant kupolo tiekėjus reikia pakartotinai-patvirtinti, nes jėgos ir lytėjimo charakteristikos gali skirtis tarp gamintojų, net jei vardinės specifikacijos yra vienodos. Pirminiam tiekėjui palaikykite 70–80 % tūrio, o antriniam – 20–30 %, kad abi linijos būtų aktyvios.

Pristatymo laiko ir pajėgumų planavimas

Standartinis automobilių kupolo pristatymo laikas:

• Įrankių gamyba: 7–15 dienų pasirinktoms geometrijoms
• Pirmasis straipsnis / PPAP pavyzdžiai: 10–15 dienų po įrankių užbaigimo
• Gamyba (standartinė): 20–30 dienų po PPAP patvirtinimo
• Gamyba (skuba): 10–15 dienų su prioritetiniu grafiku

Jei naudojate didelės apimties programas (1 mln. ir daugiau vienetų per mėnesį), įsitikinkite, kad tiekėjas turi pakankamai štampavimo preso pajėgumų ir gali pakeisti mastelį per 30 dienų. Priimdami sprendimą dėl tiekimo paprašykite pajėgumų įsipareigojimo rašto.

Išlaidų optimizavimo strategijos

• Standartizuokite kupolo geometrijąvisose transporto priemonių platformose, kad padidėtų kiekvienos dalies numerio tūris ir sumažintų įrankių sąnaudas.
• Naudokite nikeliavimąvietoj aukso ne{0}}kritinėms kontaktinėms programoms, kuriose korozijos rizika yra maža (vidus, klimatas{1}}valdomas).
• Derėtis dėl įrankių amortizacijosdidelės apimties{0}}programoms - daugelis tiekėjų atsisakys įrankių mokesčių arba sumažins mokesčius, jei metinis kiekis viršija 5 mln. vienetų.
• Konsoliduoti pirkinius- perkant kupolus, matricas, FPC ir silikonines klaviatūras iš vieno tiekėjo, sumažėja logistikos sąnaudos ir supaprastėja atskaitomybė už kokybę.

Išvada

Metaliniai kupolai yra svarbus, bet dažnai nepakankamai{0}}vertinamas automobilių elektronikos komponentas. Tinkamas kupolo parinkimas - geometrija, jėga, lytėjimo santykis, padengimas ir integravimo metodas - tiesiogiai veikia naudotojo patirtį, suvokiamą kokybę ir ilgalaikį -patikimumą. Automobilių inžinierių ir pirkimų komandos gali užtikrinti, kad jų HMI valdikliai atitiktų aukščiausius saugos, kokybės ir klientų pasitenkinimo standartus, reikalaudami IATF 16949 sertifikato su patikrinta apimtimi, reikalaudami PPAP 3 lygio dokumentacijos, patvirtindami aplinkosauginį veiksmingumą tikromis sąlygomis ir bendradarbiaudami su tiekėjais, siūlančiais integruotą kupolo masyvą, FPC ir silikono liejimo galimybes.

„Shanyo“ yra IATF 16949 ir ​​ISO 13485 sertifikuotas tikslių metalinių kupolų, kupolo lakštų masyvų, FPC grandinių ir silikoninių klaviatūrų gamintojas, turintis 20+ metų patirtį aptarnaujant automobilių, medicinos ir plataus vartojimo elektronikos klientus visame pasaulyje. Norėdami aptarti savo automobilių metalo kupolo pritaikymą arba paprašyti PPAP pavyzdžių,susisiekite su mūsų automobilių inžinierių komandašiandien.