1. Druckgießen: Weit verbreiteter Prozess zur Umformung von Aluminiumlegierungen für die Automobilindustrie

DruckgussDie Druckgusstechnologie ist eine spezielle Gießtechnik. Diese Technik bezieht sich auf ein Präzisionsgießverfahren, bei dem flüssiges oder halbflüssiges Metall unter Hochgeschwindigkeits- und Hochdruckbedingungen in einen Druckgussformhohlraum gefüllt wird und unter einem bestimmten Druck schnell erstarrt, um ein Gussteil zu bilden. Diese Gießtechnik hat eine über hundertjährige Geschichte und findet in der Automobilindustrie breite Anwendung.

Derzeit, Produkte aus Aluminiumdruckgusslegierung umfassen etwa 54% bis 70% des in Automobilen verwendeten Aluminiums. Die Hersteller unterteilen die Aluminiumlegierungen für die Automobilindustrie in Aluminiumgusslegierungen und verformbare Aluminiumlegierungen auf der Grundlage ihrer unterschiedlichen Verarbeitungseigenschaften. Gegossene Aluminiumlegierungen, die am weitesten verbreitete Art in Automobilen, finden umfangreiche Anwendungen in strukturellen Komponenten wie Rädern, Motorteilen, Fahrgestellen, Stoßdämpferhalterungen und Space Frames.

Derzeit ist der Anwendungsbereich von Druckgussteile aus Aluminiumlegierungen für Automobilzwecke wird nach Verwendungsfunktionen klassifiziert, einschließlich Strukturteile, Belastungsteile, Sicherheitsteile und dekorative Teile. Es umfasst hauptsächlich die folgenden Anwendungsszenarien:

• Stromnetz: Zylinderblock, Zylinderkopf, Zylinderkopfdeckel, Kurbelgehäuse, Ölwanne, Kolben, Pumpengehäuse, Pumpendeckel, Gehäuse und verschiedene Motorhalterungen.
• Übertragungssystem: Getriebegehäuse, Getriebeölplatine, Kupplungsgehäuse, Schaltgabel, Getriebehalterung, usw.;
• Lenkung: Kettenabdeckung, Zahnstangengehäuse und Turboladergehäuse.
• Montage des Fahrgestells: Aufhängebügel und Querträger;
• Körper: Radnaben, Karosseriestrukturteile und dekorative Produkte;
• Andere: untere Abdeckung des Stoßdämpfers, Halterung des Kompressors, Kupplungs- und Bremspedal, usw.

Die Entwicklung der neuen Energiefahrzeugindustrie hat die kontinuierliche Innovation in der Druckguss aus Aluminiumlegierung Technologie. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der technischen Indikatoren wie Leistung, Sicherheit, Komfort und Leichtbau in der neuen Energiefahrzeugindustrie entwickeln sich die erforderlichen Produkte aus Aluminiumlegierungen für die Automobilindustrie allmählich in Richtung dünnwandiger, hochfester, kostengünstiger und integrierter Strukturrichtungen, was eine Anwendungsgrundlage und treibende Kraft für die Entwicklung der Druckgusstechnologie darstellt.

Die Weiterentwicklung der Druckgusstechnologie für Aluminiumlegierungen für Automobilanwendungen in den letzten Jahren hing weitgehend von der kontinuierlichen Verfeinerung und Änderung der Zusammensetzung von Aluminiumlegierungen für Automobilanwendungen ab. Dies geht einher mit dem Einsatz der Hochvakuum-Druckgusstechnologie und der Optimierung der Prozessparameter für die Wärmebehandlung. Ziel ist es, die verfahrenstechnischen Eigenschaften von Aluminiumlegierungen im Automobilbau voll auszuschöpfen und die mechanischen Eigenschaften von Aluminium-Druckgusswerkstoffen durch Druckguss und Langsamfüllung konsequent zu verbessern. Im Bereich der neuen Energiefahrzeuge wurde der Druckguss von Aluminiumlegierungen für Gehäuse von Batteriepacks, Elektroantriebsgehäusen, Motoren und integrierten Maschinengehäusen mit Untersetzungsgetriebe eingesetzt.

 2. Integrierter Druckguss: Tesla führt die neue Transformation der Druckgusstechnologie an

Integriert Druckguss Technologie ist eine neue Transformation der Druckgusstechnologie. Bei der integrierten Druckgusstechnologie werden mehrere unabhängige Teile, die ursprünglich in der Konstruktion zusammengefügt werden mussten, neu entworfen und mit überdimensionierten Druckgussmaschinen direkt in einem Schuss gegossen, um die ursprünglichen Funktionen zu erreichen.

Tesla war der erste Hersteller, der den hinteren Boden im Druckgussverfahren herstellte. Auf dem Battery Day im September 2020 kündigte Tesla an, dass das Model Y eine integrierte Druckguss-Heckbodenbaugruppe verwenden würde, die 79 Komponenten und die Herstellungskosten um 40% im Vergleich zur ursprünglichen Stanz- und Schweißbaugruppe reduzieren würde. Dies markiert die formale Umsetzung des Konstruktionskonzepts, bei dem ganze große Gussteile zusammengebaut werden, anstatt einzelne Komponenten zu montieren.

Das integrierte Druckgussverfahren für die untere Karosseriebaugruppe ist die Entwicklungsrichtung von Tesla. Tesla kündigte Pläne an, die gesamte untere Karosseriebaugruppe, die aus 370 Teilen besteht, durch 2-3 große Gussteile zu ersetzen, wodurch das Gewicht um weitere 10% gesenkt wird, was einer Erhöhung der Reichweite um 14% entspricht.

Tesla könnte es schaffen, die Rohkarosserie in einem einzigen Arbeitsgang zu gießen und damit die Fließbandfertigung vollständig zu eliminieren. Im Juli 2019 veröffentlichte Tesla ein Patent mit dem Titel "Multi-Faced Integral Forming Casting Machine for Automobile Chassis and Related Casting Methods". Den Patentinformationen zufolge besteht die Druckgussmaschine aus einem zentralen Teil mit einer Karosserieform und mehreren vorstehenden Formteilen, die relativ zur Karosserieform verschoben werden können. Mehrere vorstehende Formen können im zentralen Bereich zusammenlaufen, um für das Druckgießen verschiedener Komponenten zuständig zu sein und schließlich entweder das gesamte oder einen Teil des monolithischen Fahrgestells zu gießen.

 3 Integriertes Druckgießen: Die Erneuerung traditioneller Automobilherstellungsprozesse

Zu den traditionellen Herstellungsverfahren von Automobilen gehören hauptsächlich Stanzen, Schweißen, Lackieren und Montage. Der Hauptprozess umfasst das Stanzen von Stahlblechen zu verschiedenen Einzelteilen, die dann durch Schweißen, Nieten, Kleben und andere Verfahren zu einer Rohkarosserie zusammengefügt werden. Anschließend werden Korrosionsschutz- und Lackierverfahren angewandt, gefolgt von der Montage von Innen- und Außenverkleidungen, Antriebssträngen, Fahrgestellbaugruppen und anderen Komponenten, um die Fahrzeugmontage abzuschließen.

Integrierte Druckgusstechnologie stellt eine Innovation im traditionellen Automobilbau dar. Die hintere Karosserie des Tesla Model Y wurde ursprünglich aus 70 Teilen gestanzt und geschweißt, aber durch den integrierten Druckguss wird sie zu einem einzigen Bauteil zusammengefasst. Die Konsolidierung von 70 Teilen in ein einziges Bauteil bietet zahlreiche Vorteile, darunter eine leichtere Karosserie, Kosteneinsparungen, Effizienzsteigerungen, kürzere Lieferketten, kürzere Fertigungs- und Transportzeiten, eine geringere Abhängigkeit von manueller Arbeit und Robotern sowie eine verbesserte Fertigungsgröße.