在当今瞬息万变的制造业格局中，克莱姆森大学（南卡罗来纳州克莱姆森）采用全新的方法为美国未来的汽车工程师提供制造业教育。克莱姆森大学国际汽车研究中心 (CU-ICAR) 将先进的制造研究与车间技术技能融为一体，该中心是美国唯一的汽车工程研究生院，将有趣的组合与教授实用的车间技能结合在一起来自附近格林维尔社区学院的研究生和技术专业学生。
从大约五年前开始，克莱姆森工程项目开始将 CU-ICAR 的制造系统集成方面纳入其中，CU-ICAR 成立于 2007 年，指出Laine Mears 博士，BMW SmartState Endowed 汽车制造主席，克莱姆森大学汽车工程系教授和创始教员。
Laine Mears，教授和克莱姆森大学汽车装配中心主任“我们真的很想全面了解汽车制造，”SME 和 ASME 研究员 Mears 说。“为什么不建立一个拥有研究生和技术学生的项目，所有他们中有多少人在同一时间处理同一个问题？让我们定义一种新的教育模式。”
克莱姆森大学的工程专业学生不仅深入研究，而且还增加了一些关键技术的车间培训——例如可穿戴式传感、机器人自动化、数据和分析、智能检测以及在工厂车间进行模拟的虚拟规划。
制造业中关于什么将构成未来数字工厂的问题比比皆是。“我们仍然不知道“知道它是什么，”米尔斯说。“你们 [学生]认为是什么？这是一个很好的机会。”
将 MFD 与 DFM 相结合
通过将制造研究与研究生、工程与本科生以及技术专业与技术大学生的项目整合在同一个地方，与此同时，在系统级、开放式设计问题上，克莱姆森大学的目标是建立一个新的国家模型，Mears 指出。
克莱姆森工科学生在店内对宝马进行绕行测试.图片由克莱姆森大学提供
“我们的主题是结合我们的新概念，为设计而制造，调整制造系统以完全实现设计师的意图，以及传统的为制造而设计 [DFM]，”他说。 “我们不希望制造操作成为一种限制，而是一种象征生物与设计，因此这两个学科都可以充分发挥潜力。
“这个新的装配区使我们能够通过一个灵活和适应性强的环境来做到这一点，并且不受生产压力的影响，因此我们可以在我们可以尝试的事情上更加大胆和冒险，”米尔斯说。 “失败就是学习。”
CU-ICAR 位于格林维尔占地 250 英亩的校园内，距离克莱姆森主校区有一个小时的车程，Mears 说该大学正在做更多的工作来汇集研究有头脑的本科生和研究生工科学生与有实践经验的技术学生。
“当我们开始这个项目时，我们与 OEM 和供应商进行了讨论，所以我们知道缺少什么，”Mears 说。 “我们的学生在 CAM 或有限分析方面做得非常好，”但这些学生需要更多地了解如何将这些知识与车间方法相结合，采用系统集成概念，并了解决策的原因。
Mears 是格林维尔克莱姆森大学汽车装配中心主任，在汽车行业工作 10 多年后加入克莱姆森，在日立汽车和瑞典轴承制造商担任制造工程师和工程经理SKF 在获得硕士和博士学位之前。在佐治亚理工学院。需要对汽车制造进行整体审视，部分原因是“我们在研究方面取得了更大的成功，我们想知道‘下一步我们要去哪里？’这项技术真的很有趣，但是……我们在技术方面还不够深入， ”他说。
学生们在克莱姆森大学汽车装配中心与 KUKA 协作机器人一起完成汽车装配任务。图片由克莱姆森大学提供
当 funding 大约两年前从格林维尔开始可用，克莱姆森跳入并开始开发成为克莱姆森车辆装配中心 (VAC) 的空间。米尔斯说：“我们说，‘为什么我们不占用那个空间并一起工作，让我们培养下一波汽车工程师’。”
结果是在 2016 年建立了制造创新中心，有两波计划：一个开放式制造研究项目和一个系统构建和编程项目。 “我们仍在设计它，”Mears 补充道。
通过合作，技术专业的学生和大学研究人员可以找到解决汽车制造问题的新方法。 “我们才刚刚开始。这不是一个大的、结构化的项目，”米尔斯指出。 “我们正在寻找这种异花授粉。你需要它，但你今天没有。
“作为一名本科生，学生不会与 technica 交谈我是大学生，”他补充道。 “现在我们把它们放在一起，学习一些有趣的东西。我对此感到很兴奋。
“如果我们从大处着眼，思考制造的未来，我们必须彻底重新考虑设计和组装，”他补充道。例如，您可以看看当今先进的汽车制动系统，这些系统多年来变化不大。 “当你刹车时，刹车片会挤压圆盘，”米尔斯说。 “这是渐进式思维。”
不断发展的汽车行业
克莱姆森大学的一名学生使用协作型通用机器人提取 Virtual XDK 软件中显示的关键数据。图片由克莱姆森大学提供该计划的一大好处是与附近的许多 BMW 工程师密切合作。 “宝马，来自高层管理人员精神，有点高出一步，”米尔斯说。在宝马工厂，两班制结束后，该公司允许克莱姆森大学工程专业的学生与宝马工程师结对，以获得宝贵的工作单元实践经验，中间他们会与行业专家合作几个小时
随着当地汽车制造业的发展，克莱姆森汽车工程项目蓬勃发展，拥有约 150 名硕士生和 60 名博士生。学生。 “它正在增长，”米尔斯说。 “当我设计这个项目时，它是为 100 名学生设计的。”他补充说，南卡罗来纳州对汽车业的兴趣也在蓬勃发展，沃尔沃在纽伯里附近开设了一家新工厂，而梅赛德斯正在增加其位于南卡罗来纳州拉德森的工厂的产能。
Mears 的教学重点关于制造工艺和质量。除了与宝马合作外，该项目还得到了轮胎设计师米其林的帮助。有 s米尔斯指出，在工厂工作的学生有助于关闭循环。 “我们不想谨慎行事。这确实推动了我们在格林维尔的装配中心的设计。
“我们可以打破它，我们鼓励它，”Mears 补充道。 “如果我们没有失败，就说明我们还不够努力。”
克莱姆森MINI Deep Orange 7 概念车由克莱姆森汽车工程专业的学生开发。图片由克莱姆森大学提供他补充说，克莱姆森大学的学生拥有三个汽车生产站，他们在设计和制造方面获得了大量实践经验。 “我们正试图将其扩展到制造业，”他说。 “在你的制造中发挥创造力！”
如果学生能够将制造业视为设计，而不是为制造而设计，他说。 “我们必须开始这样思考，”米尔斯说。 “为制造而设计意味着制造过程限制了设计。”
CU 的 Deep Orange 项目就是这种思维方式的一个例子，它让学生比过去更自由地进行创新。 “他们推出了创意设计；这就像一场概念车展，”米尔斯说。 Deep Orange 7 是最新设计，采用量产的 BMW 车身外壳。
为了打造定制汽车，我们鼓励学生改变制造流程以得出最佳设计。 “这家工厂的自由在于我们将这家工厂建成模块化，”Mears 说，“这样我们就可以改变它。”
摩擦搅拌划线连接中的连接过程和结构
在他们的论文“不同材料搅拌摩擦划线连接中的连接过程和结构：一个计算应用程序roach with experimental support”，太平洋西北国家实验室的 Varun Gupta、Piyush Upadhyay、Leonard S. Fifield 和 Timothy Roosendaal、橡树岭国家实验室的 Xin Sun 以及通用汽车研发部的 Phalgun Nelaturu 和 Blair Carlson 讨论了这个从计算的角度连接技术。他们的论文发表在 Vol. Journal of Manufacturing Processes 的第 32 篇，可在 /technologies/articles/2018/05---may/friction-stir-scribe-joining-300x169.jpg 在线获取。 width="" height="" />Scribe以金属切割的形式与底部钢板相互作用——为了更好的可视化，顶部铝板已从输出中被抑制。等值线图表示钢板材料的体积分数在欧拉网格中。图片由 Elsevier Ltd. 提供。
摩擦搅拌焊 (FSW) 是一种在众多应用中连接不同材料的流行技术。固体该过程的状态性质使连接具有显着不同物理特性的材料成为可能。对于搭接配置的焊缝，通过在工具销底部引入短而硬的插入物（切割划线）来增强该技术。
采用耦合欧拉方程的热机械计算模型-开发了拉格朗日方法以在 FSW 过程中定量捕获这些互锁的形态。界面形貌与该工艺-结构模型预测的温度场相结合，可用于估算焊后微观结构和接头强度。
