Η ευρωπαϊκή βιομηχανία αυτοκινήτων είναι γνωστή για την προηγμένη και εξαιρετικά καινοτόμο. Με την προώθηση των πολιτικών εξοικονόμησης ενέργειας και μείωσης των εκπομπών, προκειμένου να μειωθεί η κατανάλωση καυσίμου και οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, τα βελτιωμένα και καινοτομικά σχεδιασμένα κράματα αλουμινίου χρησιμοποιούνται ευρέως στον σχεδιασμό αυτοκινήτων. Σύμφωνα με τα στατιστικά στοιχεία, τα τελευταία δέκα χρόνια, η μέση ποσότητα αλουμινίου που χρησιμοποιείται στα επιβατικά αυτοκίνητα έχει διπλασιαστεί και η μείωση του βάρους των κραμάτων αλουμινίου παρουσιάζεται στο σχήμα 1 παρακάτω. Με βάση τις καινοτόμες έννοιες σχεδιασμού, αυτή η τάση θα συνεχιστεί τα επόμενα χρόνια.
Στη διαδικασία της ελαφριάς ανάπτυξης, τα κράματα αλουμινίου αντιμετωπίζουν έντονο ανταγωνισμό με άλλα νέα υλικά, όπως ο χάλυβας υψηλής αντοχής, τα οποία μπορούν να διατηρήσουν υψηλή αντοχή μετά από σχεδιασμό με λεπτό τοίχωμα. Επιπλέον, υπάρχουν σύνθετα υλικά μαγνησίου, τιτανίου, γυαλιού ή άνθρακα, τα τελευταία χρησιμοποιούνται ήδη ευρέως στην αεροδιαστημική. Τώρα η έννοια του σχεδιασμού πολλαπλών υλικών έχει ενσωματωθεί στον σχεδιασμό αυτοκινήτων και καταβάλλονται προσπάθειες για την εφαρμογή κατάλληλων υλικών σε κατάλληλα εξαρτήματα. Μια πολύ σημαντική πρόκληση είναι το πρόβλημα της σύνδεσης και της επιφανειακής επεξεργασίας και έχουν αναπτυχθεί διάφορες λύσεις, όπως τα εξαρτήματα μπλοκ κινητήρα και τα εξαρτήματα τροφοδοσίας, ο σχεδιασμός πλαισίου (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), δομή λεπτής πλάκας (Honda NSX , Jaguar, Rover), Αναστολή (DC-E Class, Renault, Peugeot) και άλλα δομικά στοιχεία σχεδιασμού. Το σχήμα 2 δείχνει τα στοιχεία του αλουμινίου που χρησιμοποιούνται στα αυτοκίνητα.
Στρατηγική σχεδιασμού BIW
Το σώμα-σε-λευκό είναι το βαρύτερο μέρος ενός συμβατικού αυτοκινήτου, που αντιπροσωπεύει το 25% έως 30% του βάρους του οχήματος. Υπάρχουν δύο δομικά σχέδια στο σχεδιασμό του σώματος σε λευκό.
1. "Σχεδιασμός πλαισίου προφίλ" για μικρά και μεσαίου μεγέθους αυτοκίνητα: Το Audi A8 είναι ένα τυπικό παράδειγμα, το σώμα σε λευκό ζυγίζει 277 kg, αποτελείται από 59 προφίλ (61 kg), 31 χύτευσης (39 kg) και 170 λαμαρίνα (177 kg). Συνενώθηκαν με πριτσίνια, συγκόλληση MIG, συγκόλληση με λέιζερ, άλλη υβριδική συγκόλληση, κόλλα κ.λπ.
2. "Δομή μονοκόκκιου μεταλλικού φύλλου" για εφαρμογές αυτοκινήτων μέσης έως μεγάλης χωρητικότητας: Για παράδειγμα, το μοντέλο Jaguar XJ (x350), 2002 (όπως φαίνεται στο σχήμα 4 παρακάτω), 295 kg μάζα "σφραγισμένη μονοκόκκινο δομή σώματος" το σώμα-σε-λευκό αποτελείται από 22 προφίλ (21 kg), 15 χύτευση (15 kg) και 273 μέρη μεταλλικών φύλλων (259 kg). Οι μέθοδοι σύνδεσης περιλαμβάνουν τη συγκόλληση, την πριτσίνια και τη συγκόλληση MIG.
Εφαρμογή κράματος αλουμινίου στο σώμα
1.
Τα κράματα σειράς 6000 περιέχουν μαγνήσιο και πυρίτιο και χρησιμοποιούνται επί του παρόντος σε φύλλα σώματος αυτοκινήτων ως A6016, A6111 και A6181A. Στην Ευρώπη, το 1-1,2mm EN-6016 έχει εξαιρετική αντοχή στη διαμόρφωση και τη διάβρωση και χρησιμοποιείται ευρέως.
2. Μη θερμότητα θεραπευτικό κράμα Al-Mg-Mn
Λόγω της συγκεκριμένης σκλήρυνσης υψηλής πίεσης, τα κράματα Al-Mg-Mn παρουσιάζουν εξαιρετική ικανότητα διαμόρφωσης και υψηλή αντοχή και χρησιμοποιούνται ευρέως σε φύλλα με θερμό έλκηθρο και ψυχρές ράβδους και υδροφόρια σωλήνες. Η εφαρμογή στο σασί ή στους τροχούς είναι ακόμη πιο αποτελεσματική, επειδή η μάζα της μείωσης των μη κινούμενων τμημάτων που δεν διατηρείται επιπρόσθετα ενισχύει επιπλέον την άνεση οδήγησης και μειώνει τα επίπεδα θορύβου.
3. Προφίλ αλουμινίου
Στην Ευρώπη προτάθηκαν εντελώς νέες έννοιες αυτοκινήτων με βάση το σχεδιασμό προφίλ αλουμινίου, για παράδειγμα, πλαίσια κράματος αλουμινίου και σύνθετες υποδομές. Οι μεγάλες δυνατότητές τους για σύνθετα σχέδια και λειτουργική ενσωμάτωση τους καθιστούν καλύτερα για την οικονομικά αποδοτική παραγωγή σειράς. Επειδή απαιτείται απόσβεση κατά τη διάρκεια της εξώθησης, χρησιμοποιούνται μεσαία αντοχή 6000 και υψηλής αντοχής 7000 ηλικίας σκληρυνόμενα κράματα. Η ικανότητα διαμόρφωσης και η τελική αντοχή ελέγχονται μέσω της σκλήρυνσης ηλικίας με επακόλουθη θέρμανση. Τα προφίλ κράματος αλουμινίου χρησιμοποιούνται κυρίως σε σχεδιασμό πλαισίου, δοκούς σύγκρουσης και άλλα εξαρτήματα σύγκρουσης.
4. Χύτευση αλουμινίου
Τα χυτά είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα εξαρτήματα αλουμινίου σε αυτοκίνητα, όπως μπλοκ κινητήρα, κυλινδροκεφαλές και ειδικά εξαρτήματα σασί. Ακόμη και οι κινητήρες ντίζελ, οι οποίοι έχουν αυξήσει σημαντικά το μερίδιο αγοράς τους στην Ευρώπη, μετατοπίζονται σε χύτευση αλουμινίου λόγω των αυξανόμενων απαιτήσεων για δύναμη και ανθεκτικότητα. Ταυτόχρονα, τα χυτά αλουμινίου χρησιμοποιούνται επίσης σε σχεδιασμό πλαισίου, τμήματα άξονα και δομικά μέρη και χύτευση υψηλής πίεσης των νέων κραμάτων αλουμινίου AlsIMGMN έχουν επιτύχει υψηλότερη αντοχή και ολκιμότητα.
Το αλουμίνιο είναι το υλικό επιλογής για πολλές εφαρμογές αυτοκινήτων όπως το πλαίσιο, το σώμα και πολλά δομικά συστατικά λόγω της χαμηλής πυκνότητας, της καλής ικανότητας διαμόρφωσης και της καλής αντοχής στη διάβρωση. Το αλουμίνιο που χρησιμοποιείται στον σχεδιασμό της δομής του σώματος μπορεί να επιτύχει τουλάχιστον 30% μείωση βάρους υπό την προϋπόθεση της συνάντησης των απαιτήσεων απόδοσης. Επίσης, τα κράματα αλουμινίου μπορούν να εφαρμοστούν στα περισσότερα μέρη του τρέχοντος καλύμματος. Σε ορισμένες περιπτώσεις με απαιτήσεις υψηλής αντοχής, 7000 κράματα σειράς μπορούν ακόμα να διατηρούν πλεονεκτήματα ποιότητας. Επομένως, για εφαρμογές μεγάλου όγκου, τα διαλύματα μείωσης του βάρους κράματος αλουμινίου είναι η πιο οικονομική μέθοδος.
Επεξεργασμένο από τον Μάιο Jiang από το Mat Aluminium
Χρόνος δημοσίευσης: Δεκέμβριος-08-2023
