1. Литье под давлением: Широко применяемый процесс формовки автомобильных алюминиевых сплавов
Литье под давлениемТехнология литья под давлением, сокращенно называемая технологией литья под давлением, является специализированной технологией литья. Эта технология относится к методу точного литья, при котором жидкий или полужидкий металл заливается в полость формы для литья под давлением в условиях высокой скорости и высокого давления, быстро застывая под определенным давлением и образуя отливку. Имея более чем столетнюю историю, эта технология литья находит широкое применение в автомобилестроении.
В настоящее время, изделия из литого алюминиевого сплава составляют примерно от 54% до 70% алюминия, используемого в автомобилях. Производители классифицируют автомобильные алюминиевые сплавы на литые алюминиевые сплавы и деформируемые алюминиевые сплавы в зависимости от их различных технологических свойств. Литые алюминиевые сплавы, наиболее широко используемые в автомобилях, находят широкое применение в таких конструктивных элементах, как колеса, детали двигателя, шасси, кронштейны амортизаторов и пространственные рамы.
Проект | Экструзия | Ковка | Дифференциальная ковка | Ковка под низким давлением | Нейтральная ковка | Ковка под высоким давлением |
Качество поверхности | Хорошо | Хорошо | Умеренный | Умеренный | Бедный | Хорошо |
Внутреннее качество | Формование под давлением около 140 МПа, мелкое зерно, плотная структура | Формование под ковку, мелкое зерно, плотная структура | Формирование под давлением около 0,6 МПа, относительно крупное зерно, относительно рыхлая структура | Формование под давлением около 0,01-0,05 МПа, крупное зерно, рыхлая структура | Заполнение за счет собственного веса, относительно крупное зерно, рыхлая структура | Высокоскоростное распыление воды, отсутствие усадки, множество внутренних пор, рыхлость |
Шероховатость поверхности | Ra3.2-1.6 | Ra3.2-1.6 | Ra6.3-3.2 | Ra6.3-3.2 | Ra6.3-3.2 | Ra3.2-1.6 |
Термообработка | Растворимый (T6) | Растворимый (T6) | Растворимый (T6) | Растворимый (T6) | Растворимый (T6) | Не применимо |
Эффективность производства | Высокий | Низкий | Умеренный | Умеренный | Низкий | Высокий |
Стоимость оборудования | Высокий | Средний | Средний | Низкий | Низкий | Средний |
Точность формовки | Высокая степень одноразовой формовки, меньший припуск на обработку | Низкая степень одноразовой формовки, сложный процесс, сложная механическая обработка | Большой припуск на обработку | Большой припуск на обработку | Большой припуск на обработку | Высокая степень одноразовой формовки, меньший припуск на обработку |
Механические свойства | Близко к уровню ковки | Самый высокий | Средний | Средний | Средний | Низкий |
В настоящее время область применения литье под давлением из алюминиевого сплава для автомобильных целей классифицируются по функциям использования, включая конструктивные детали, детали для нагрузки, детали безопасности и декоративные детали. В основном она включает следующие сценарии применения:
- Система питания: Блок цилиндров, головка блока цилиндров, крышка головки блока цилиндров, картер, масляный поддон, поршень, корпус насоса, крышка насоса, кожух и различные кронштейны двигателя.
- Система передачи: Корпус коробки передач, масляная плата коробки передач, корпус сцепления, вилка переключения передач, кронштейн коробки передач и т.д.;
- Система рулевого управления: крышка цепи, корпус стойки и корпус турбокомпрессора.
- Сборка шасси: подвесной кронштейн и поперечная балка;
- Тело: ступицы колес, конструктивные элементы кузова и декоративные изделия;
- Другие: нижняя торцевая крышка амортизатора, кронштейн компрессора, педаль сцепления, педаль тормоза и т.д.
Развитие индустрии новых энергетических автомобилей привело к постоянным инновациям в литье алюминиевого сплава под давлением технология. С постоянным улучшением технических показателей, таких как мощность, безопасность, комфорт и облегчение веса в индустрии новых энергетических транспортных средств, необходимые продукты из автомобильных алюминиевых сплавов постепенно развиваются в направлении тонкостенных, высокопрочных, недорогих и интегрированных структурных направлений, обеспечивая основу для применения и движущую силу для развития технологии литья под давлением.
Развитие технологии литья под давлением алюминиевых сплавов для автомобильной промышленности в последние годы в значительной степени зависит от постоянного совершенствования и модификации состава материалов из автомобильных алюминиевых сплавов. Это сочетается с использованием технологии литья под высоким вакуумом и корректировкой параметров процесса термообработки. Цель состоит в том, чтобы полностью использовать технологические особенности материалов из автомобильных алюминиевых сплавов и последовательно улучшать общие механические свойства литых под давлением материалов из алюминиевых сплавов за счет впрыска под высоким давлением и медленного заполнения. В области новых энергетических транспортных средств литье под давлением из алюминиевых сплавов применяется для изготовления корпусов аккумуляторных батарей, корпусов электроприводов, двигателей и корпусов интегрированных машин с редукторами.
2. Интегрированное литье под давлением: Tesla возглавляет новую трансформацию технологии литья под давлением
Встроенный литьё под давлением технология - это новая трансформация технологии литья под давлением. Технология интегрированного литья под давлением позволяет перепроектировать несколько независимых деталей, которые изначально должны были быть собраны в конструкцию, и использовать литьевые машины увеличенного размера для непосредственного литья всех деталей за один прием для достижения первоначальных функций.
Tesla первой применила интегрированное литье под давлением для заднего пола. На Дне аккумуляторов в сентябре 2020 года Tesla объявила, что в Model Y будет применена интегрированная литая сборка заднего пола, что позволит сократить 79 компонентов и производственные затраты на 40% по сравнению с первоначальной сборкой методом штамповки и сварки. Это знаменует собой официальную реализацию дизайнерской концепции сборки целых крупных отливок вместо сборки отдельных компонентов.
Интегрированное литье под давлением нижней части кузова - направление развития Tesla. Tesla объявила о планах заменить всю нижнюю часть кузова в сборе, состоящую из 370 деталей, на 2-3 крупные отливки, дополнительно снизив вес на 10%, что соответствует увеличению дальности хода на 14%.
Потенциально Tesla может добиться одноразового литья кузова в белую форму, что позволит полностью отказаться от сборочных линий. В июле 2019 года Tesla опубликовала патент под названием "Многоликая интегральная формовочная литьевая машина для автомобильного шасси и соответствующие методы литья". Согласно патентной информации, машина для литья под давлением включает центральную часть с корпусной формой и несколькими выступающими частями формы, которые могут перемещаться относительно корпусной формы. Несколько выступающих форм могут сходиться в центральной части и отвечать за литье под давлением различных компонентов, в конечном итоге завершая полную или частичную монолитную отливку шасси.
3 Интегрированное литье под давлением: Инновации в традиционных процессах производства автомобилей
Традиционные процессы производства автомобилей в основном включают штамповку, сварку, окраску и сборку. Основной процесс включает штамповку стальных листов в различные отдельные детали, которые затем собираются в корпус кузова с помощью сварки, клепки, склеивания и других методов. Затем наносится антикоррозийная и лакокрасочная обработка, после чего производится сборка внутренней и внешней отделки, силовых агрегатов, шасси и других компонентов для завершения сборки автомобиля.
Интегрированная технология литья под давлением представляет собой инновацию в традиционных процессах производства автомобилей. Задняя часть кузова Model Y компании Tesla первоначально штамповалась и сваривалась из 70 деталей, но интегрированное литье под давлением позволило объединить их в один компонент. Объединение 70 деталей в одну дает множество преимуществ, включая облегчение кузова автомобиля, снижение затрат, повышение эффективности, сокращение цепочки поставок, уменьшение времени изготовления и транспортировки, снижение зависимости от ручного труда и роботов, а также расширение масштабов производства.