鍛圈開發流程

 

                                                Porsche 911 GT3/圖 Porsche 提供

之前在淺談鑄造鋁圈與鍛造鋁圈一文中曾分享過鑄造與鍛造的差異，由於科技與技術日新月異，在市面上要找到改裝的鍛造輪圈並不難，造型多元以外，又提供客製樣式，讓車主們依自己的風格來升級自己的愛車。但究竟這些改裝的鍛圈與原廠 OEM 設計的鍛圈又有何差異？今天就來跟大家分享一下！

IATF16949 國際規範

汽車產業中，講求的是安全，畢竟一出問題攸關人命，所以品質要求相對甚高且必須要符合國際標準，也因此車廠皆需符合 IATF16949 國際規範。IATF16949:2016 是汽車業品質管理系統要求，是由國際汽車特別工作小組（International Automotive Task Force，IATF）基於 ISO 9001:2015 品質管理系統的架構發展而來一套品質標準，包含了設計開發、生產、安裝和服務等規範。

其中以五大核心工具 (Core Tools) 為整體設計開發過程品質管控的核心管理工具：

一、先期產品品質規劃（Advanced Product Quality Plan，簡稱 APQP） 　　簡言之，就是實現「顧客需求」的計畫。將整個開發過程劃分多個階段，並加以規劃與管制，以達成客戶需求。

二、失效模式與影響分析（Failure Mode Effects Analysis，簡稱FMEA） 　　是一項分析工具，主要為開發過程之風險管控，用來確定潛在的失效模式以及其原因。在產品的設計開發之前，必須要先進行設計失效模式與影響分析（Design Failure Mode and Effects Analysis，簡稱DFMEA)，及早識別出產品設計及管制中可能出現的風險，並根據風險分析與評估的結果來決定產品設計開發階段中的措施；在過程的設計與開發之前，也必須要進行過程失效模式與後果分析（Process Failure Mode and Effects Analysis，簡稱PFMEA），才能依據分析結果來決定過程中的管制措施。著重於「預防重於治療」，在失效模式出現之前發現可能的風險及弱點，不僅是一項廣泛運用於製造及生產管理的實用工具，也為後續的 MSA 及 SPC 提供了可靠的依據。

三、測量系統分析（Measurement System Analysis，簡稱MSA） 　　簡言之就是針對測量設備做校驗。通常會針對其偏倚、線性、穩定性、重複性等項目進行分析。當產品要量產前，或是測量系統有做任何的調整及變更時，都需要再次進行分析。正確的測量才能有效改善品質，因此進行MSA是達成品質要求所不可或缺的環節之一。

四、統計製程管制（Statistical Process Control， 簡稱SPC） 　　指運用對生產過程中之製程統計數據進行管制，除了監督其穩定性，也針對異常波動的數據提出預警，以便及時採取應對措施，以達到控制品質的目的。

五、生產件批准程式（Production Parts Approval Process，簡稱PPAP） 　　量產前需提交給客戶相關測試合等證明文件與批准的步驟，證明企業能夠合格、穩定且批量的生產出符合顧客需求的產品。

鍛圈開發流程 （Development Process）

輪圈開發流程簡述如下10個階段，依客戶不同各個階段所代表的活動內容有所差異，但整體上流程大同小異！

Phase 1: 詢價/報價 （Inquiry/RFQ）

在供應商取得新開發案之前，OEM 車廠會要求供應上於指定的系統中做詢價 (Inquiry)。詢價時通常僅會提供輪圈 2D、圖片、年份、與產品規格書 (SPEC)，要求供應商做可行性評估 （Feasibility Evaluation)，進而提供報價 (RFQ)。車廠最後再從各供應商的報價中，找到符合他們成本/預算內的價格，給予該供應商此開發案。

Phase 2: 設計/分析 (Engineering/FEA Anlaysis)

設計：確定程案後，客戶會提供輪圈 3D 檔案，此時開發工程師就必須依照 3D 檔案與產品規格書中之資訊進行「輕量化工程」（Lightweight Engineering）。畢竟鍛造講求輕量，設計師的概念僅把造型盤面（disk）呈現出來，要求供應商不能修改，畢竟是外觀面，而至於內側 (Inner）的部份則可讓供應商做減重設計，來達到SPEC的目標重量。

分析：設計完成後工程師會將此 3D 進行有效元素分析(Finite Element Analysis, FEA) 來模擬輪圈實際在路上跑的情況，來看輪圈整體應力分布是否有斷裂之風險，此階段為進入 Prototyping 前的重要關鍵，來決定是否進行下個階段。

Phase 3: 樣品 (Prototyping)

當 FEA 判定結果為低風險後，方可進行打樣，樣品可分為木模、ABS模、實體鋁圈、噪音測試圈...等，依客戶需求而定。（通常此時模具尚未製作，僅透過 CNC 加工而成。）

Phase 4: 設計定稿 (Design Freeze)

客戶收到樣品且確認造型沒問題時，則會通知供應商設計定稿，此時造型確定，供應商可進行模具製作，準備試製。

Phase 5: 試製 (Trial Run)

此階段極為重要，透過核心工具 SPC 監控與記錄試至過程的製程參數，以及 MSA 來量測設備，以確保生產過程之品質穩定。

Phase 6: 功能測試 (Functional Test)

當試製輪圈出爐後，緊接著就是依照 OEM 車廠提供之規範進行嚴苛的功能測試，包含彎矩疲勞(Bending Fatigue)、徑向疲勞(Radial Fatigue)、13度衝擊(13 degree Impact Test)、徑向衝擊(Impact Test)、雙軸測試(Biaxial Test)...等等來模擬輪圈實際在外行駛或碰撞情況。各家車廠要求不同，測試項目也會有所不同。由此可見車廠的測試條件要比一般改裝市場的鍛造測試需求來得嚴苛許多。

Phase 7: 環境測試 （Environmental Test）

環境測試主要模擬輪圈在惡劣氣候環境是否會受損、腐蝕、漆料脫落。

Phase 8: 生產件批准程式 (PPAP)

如Phase 6-7 兩項測試皆通過，則需將測試報表與客戶相關要求之文件上傳至客戶系統，給客戶審核與批准。一旦通過後則可進行量產階段。

Phase 9: 試量 (Pre-series)

此階段為供應商內部進行小批量生產，主要供應客戶量產前小批量需求使用。

Phase 10: 量產 (Mass Production)

於客戶指定量產日期開始大量生產。

以上就是鍛造輪圈整體的開發流程，上述為自身的經驗與大家分享，礙於保密條款關係，故無法詳述開發內容，未來如有機會再與大家分享，希望大家會喜歡。