Kā pārvarēt izcilas problēmas alumīnija spiedlēšanā jaunajiem enerģijas risinājumiem?

Kāpēc alumīnija spiedlēšana ir būtiska un grūti risināma problēma jaunajiem enerģijas transportlīdzekļiem?

Alumīnija spiedliešanas priekšrocības jaunajiem enerģijas transportlīdzekļiem (JET) ir diezgan ievērojamas, īpaši attiecībā uz svara samazināšanu un vēlāku materiālu pārstrādi. Kad automašīnām ir vieglāki alumīnija komponenti, kopējais enerģijas patēriņš ir mazāks, kas nozīmē, ka akumulatori ilgāk saglabā uzlādi starp uzlādēšanas reizēm — tas ir ļoti svarīgi ikdienas elektrisko transportlīdzekļu vadītājiem. Pētot nozares rādītājus, lielākā daļa moderno automašīnu faktiski satur aptuveni 20–30 kg alumīnija liešanas izstrādājumu, un tie veido vairāk nekā 70% no svarīgākajiem strukturālajiem elementiem JET, piemēram, akumulatoru novietojuma vietās un elektromotoru vadības sistēmās. Liekā svara novēršana palīdz ražotājiem sasniegt arī vides mērķus, jo vieglākiem transportlīdzekļiem ceļā efektīvai darbībai dabiski nepieciešams mazāk enerģijas.

Ražošanas mēroga palielināšana rada dažas reālas tehniskas problēmas. Kad lielā spiedienā liecas sarežģīti formas, īpaši liela formāta detaļas, bieži rodas porainības problēmas. Tas vājina detaļas, kad tās darbības laikā saskaras ar karstumu vai mehānisko slodzi. Tajā pašā laikā straujais sakarsēšanas un atdzišanas process ātrāk nodilst matricas, nekā bija paredzēts. Rīki ilgst īsāk, un katras detaļas ražošanas izmaksas palielinās. Situācija kļūst vēl sliktāka jaunās enerģijas transportlīdzekļu ražotājiem, kuriem vēlas, lai to komponentiem būtu plānākas sienas un tie būtu vispārīgi vairāk integrēti, lai iegūtu maksimālu efektivitāti un ietaupītu vietu. Šo problēmu novēršana nav tikai vēlama — tā ir absolūti nepieciešama, ja vēlamies, lai mūsu transportlīdzekļi būtu strukturāli izturīgi, dimensiju ziņā precīzi un uzticami ilgstoši šajos zemā oglekļa saturā balstītajos platformās.

Porainības un virsmas defektu novēršana alumīnija spiedliešanā jaunās enerģijas transportlīdzekļu komponentiem

Vakuumas palīdzību nodrošināta alumīnija spiedliešana: gāzes porainības samazināšana līdz 70%

Vakuumas palīdzību nodrošinātā spiedliešana novērš gaisa kabatas, izveidojot negatīva spiediena apstākļus, ielejot formas masu, un sasniedzot dobuma spiedienu zem 50 mbar. Būtībā tas novērš gāzes iekļūšanu alumīnija liešanas izstrādājumu iekšienē. Ražojot akumulatoru nodalījumus jaunajiem enerģijas transportlīdzekļiem un elektrodzinēju korpusu detaļas, porainības saistīto problēmu skaits samazinās aptuveni par 70 procentiem, vienlaikus pilnībā atbilstot stingrajiem spiediena blīvuma noteikumiem. Šī metode ir īpaši vērtīga tāpēc, ka tā ļauj ražot strukturālas detaļas, kurām var veikt termisko apstrādi, saglabājot vienmērīgu materiāla blīvumu visā izstrādājumā. Tas ir ļoti svarīgi sadurmes drošībai saskaņā ar nozaru standartiem, piemēram, ISO 6892-1 un FMVSS 301. Ražošanas telpu ziņojumi rāda zemāku rentgenstaru pārbaudes noraidījumu skaitu un mazāku nepieciešamību novērst defektus pēc liešanas, īpaši sarežģītajās plānās sieniņu detaļās. Kopējā iznākuma koeficients palielinās, nezaudējot komponentu ekspluatācijas īpašības.

Aizbāžņu un izplūdes sistēmu optimizācija, lai novērstu aukstās šuvju veidošanos strukturālajos liešanas izstrādājumos

Pareiza aizbāžņu novietošana un rūpīgi izstrādātas izplūdes atveres var novērst aukstās šuvju veidošanos, jo tās nodrošina metāla plūsmu tieši vajadzīgajā temperatūrā un ātrumā. Šauras sekcijas daļām, piemēram, elektrisko transportlīdzekļu rāmja komponentiem, ir lietderīgi izmantot koniskus aizbāžņus, jo tie samazina siltuma zudumu. Arī virzienveida izplūdes atveres ir būtiskas, jo tās palīdz izvadīt iekļuvušo gaisu pirms metāls sāk sacietēt. Saskaņā ar dažām datora modelēšanas studijām, kad izplūdes atveru platība ir lielāka par 30 % no aizbāžņa platības, problēmu, ko izraisa turbulentā plūsma, samazinās aptuveni par 45 %. Mūsdienu rūpniecības standarti parasti ietver šāda veida apsvērumus kopā ar citiem faktoriem, piemēram, materiālu izvēli un formas sagatavošanas tehnikām.

• Konusveida pārapstrādes dobumi, kas uzņem oksidēto virsmas materiālu
• Pakāpju veida izplūdes kanāli, kas paredzēti gāzu izplešanai
• Perimetra caurumu diegu izkārtojumi, optimizēti sarežģītām ģeometrijām ar lielu virsmas laukumu

Kopā šīs īpašības nodrošina lamināru plūsmu visā ražošanas ciklā, novēršot neatbilstošu un pāragru sacietēšanu kritiskajos savienojumos un garantējot mehānisko nepārtrauktību slodzes izturīgajās daļās.

Diedu kalpošanas laika pagarināšana un termiskās izturības pārvaldība augstas apjomu alumīnija diedu liešanā

Uzlabotie H13 rīku tēraudi ar Ni Cr Mo pārklājumiem palielina termiskās izturības pretestību 2,3 reizes

Augstas apjoma alumīnija spiedlēšanas pasaulē termiskā ciklēšana joprojām ir galvenais iemesls, kura dēļ veidojas matricu nodilums un bojājumi. Nikela, hroma un molibdēna pārklājumu uzklāšana H13 rīku tērauda virsmā veido efektīvu termisko barjeru, kas samazina virsmas temperatūras svārstības aptuveni par 40 %. Tas palīdz samazināt izplešanās ātrumu atšķirības, kad aptuveni 660 grādu pēc Celsija karstais alumīnijs saskaras ar aukstāko matricas tēraudu. Rezultāts? Mazāk mikroplaisu veidošanās un izplatīšanās caur materiālu — viens no biežāk novērojamajiem atteices veidiem SAE J434 izturības pret ciklisku slodzi testos. Praktiskā rūpnīcu pieredze liecina, ka šādi pārklāti matricu bloki iztur aptuveni 2,3 reizes ilgāk pret termisko nogurumu salīdzinājumā ar parastajām neatpārklātajām matricām. Turklāt cieta virsma labāk pretojas alumīnija pielipšanai un nodilumam, ko izraisa pastāvīgā alumīnija kontaktēšanās. Apvienojot šo pārklājumu tehnoloģiju ar rūpīgi izstrādātām konformālām dzesēšanas kanāliem, ražotāji var uzturēt savu rīku izmēru stabilitāti vairāk nekā 200 000 ražošanas ciklu laikā. Tas nozīmē zemākas kopējās izmaksas un detaļas, kas paliek iekšpus specifikācijām svarīgām lietojumprogrammām jaunajos enerģijas transportlīdzekļos, kur visvairāk nozīmīga ir vienveidība.

Ilgtspējīgas alumīnija liešanas veidošana zema CO₂ saturu jaunajā enerģētikā

Integrētās kausēšanas, gāzu noņemšanas un uzglabāšanas sistēmas samazina enerģijas patēriņu par 18 % un CO₂ emisijas par 22 %

Kad ražotāji izmanto integrētus kausēšanas, degazācijas un uzglabāšanas sistēmu, tie samazina materiālu pārvietošanu starp procesiem. Tas nozīmē, ka zaudē mazāk siltuma, samazinās oksidācija un darbinieki materiālus apstrādā ievējami mazāk laika. Visu alumīnija sagatavošanas posmu apvienošana vienā nepārtrauktā procesā ietaupa aptuveni 18% enerģijas izmaksu uz katru litu liecama sakausējuma. Tajā pašā laikā oglekļa dioksīda emisijas samazinās aptuveni par 22% salīdzinājumā ar vecmodīgajām partijas metodēm. Patiesā priekšrocība rodas iespējai strādāt ar atkritumu alumīniju no patēriņa preču. Saskaņā ar ASV Enerģētikas departamenta veiktajiem pētījumiem alumīnija pārstrāde prasa tikai 5% no enerģijas, kas nepieciešama jauna metāla ražošanai no neapstrādātiem materiāliem. Kad pasaules auto uzņēmumi, pamatojoties uz tādiem rāmjiem kā Zinātniski pamatotas emisiju mērķu iniciatīva (SBTi), nosaka stingrākus emisiju mērķus, šādas sistēmas ļauj rūpnīcām samazināt savu oglekļa pēdas, vienlaikus saglabājot augstas kvalitātes liešanu un ražošanas ātrumu. Elektrisko transportlīdzekļu nozarē nākotnei skatoties, tas ir praktisks ceļš uz priekšu, kas līdzsvaro vides bažas ar operacionālajām vajadzībām alumīnija spiedliešanā.

Biežāk uzdotie jautājumi

Kādi ir galvenie priekšnosti, izmantojot alumīnija spiedliešanu NEV?

Alumīnija spiedliešana NEV nodrošina būtiskus priekšnosti, piemēram, svara samazināšanu, kas rada garāku akumulatora darbības laiku un palielinātu enerģijas izmantošanas efektivitāti.

Ar kādām grūtībām saistīta lielapjoma alumīnija spiedliešana?

Lielapjoma alumīnija spiedliešanai raksturīgas grūtības, piemēram, porainības problēmas, veidgabalu nodilums dēļ straujas temperatūras maiņas un sarežģītu detaļu izmēru precizitātes nodrošināšana.

Kā vakuumas palīdzības spiedliešana palīdz samazināt gāzu porainību?

Vakuumas palīdzības spiedliešana palīdz samazināt gāzu porainību, veidojot negatīva spiediena apstākļus liešanas laikā, tādējādi ievērojami samazinot iekšējo gaisa daudzumu alumīnija liešanās izstrādājumos.

Kāpēc termiskā noguruma parādība ir problēma alumīnija spiedliešanā?

Termiskā noguruma parādība ir problēma, jo biežas temperatūras izmaiņas izraisa veidgabalu nodilumu, kas noved pie mikroplaisām un veidgabalu ekspluatācijas laika samazināšanās.