Europos automobilių pramonė garsėja pažangia ir labai novatoriška technologija. Skatinant energijos taupymo ir išmetamųjų teršalų mažinimo politiką, siekiant sumažinti degalų sąnaudas ir anglies dioksido išmetimą, automobilių konstrukcijoje plačiai naudojami patobulinti ir novatoriškai suprojektuoti aliuminio lydiniai. Remiantis statistika, per pastaruosius dešimt metų vidutinis lengvuosiuose automobiliuose naudojamo aliuminio kiekis padvigubėjo, o aliuminio lydinių svorio sumažėjimas parodytas 1 paveiksle. Remiantis novatoriškomis dizaino koncepcijomis, ši tendencija tęsis ir ateinančius kelerius metus.
Lengvųjų medžiagų kūrimo procese aliuminio lydiniai susiduria su aršia konkurencija su kitomis naujomis medžiagomis, tokiomis kaip didelio stiprumo plienas, kuris gali išlaikyti didelį stiprumą ir po plonasienių konstrukcijų. Be to, yra magnio, titano, stiklo ar anglies pluošto kompozicinių medžiagų, pastarosios jau plačiai naudojamos aviacijos ir kosmoso pramonėje. Dabar daugiamedžiagio projektavimo koncepcija buvo integruota į automobilių projektavimą ir dedamos pastangos pritaikyti tinkamas medžiagas tinkamoms dalims. Labai svarbus iššūkis yra jungčių ir paviršiaus apdorojimo problema, todėl sukurta įvairių sprendimų, tokių kaip variklio bloko ir jėgos agregatų komponentai, rėmo konstrukcija („Audi A2“, „A8“, „BMW Z8“, „Lotus Elise“), plonų plokščių konstrukcija („Honda NSX“, „Jaguar“, „Rover“), pakabos („DC-E“ klasė, „Renault“, „Peugeot“) ir kitų konstrukcinių komponentų projektavimas. 2 paveiksle parodyti automobiliuose naudojami aliuminio komponentai.
BIW dizaino strategija
Baltas kėbulas yra sunkiausia įprasto automobilio dalis, sudaranti 25–30 % transporto priemonės svorio. Balto kėbulo konstrukcija yra dviejų konstrukcinių konstrukcijų.
1. „Profilio erdvinio rėmo konstrukcija“ mažiems ir vidutinio dydžio automobiliamsTipiškas pavyzdys – „Audi A8“. Baltas kėbulas sveria 277 kg, jį sudaro 59 profiliai (61 kg), 31 liejinys (39 kg) ir 170 skardos lakštų (177 kg). Jie sujungiami kniedėmis, MIG suvirinimu, lazeriniu suvirinimu, kitu hibridiniu suvirinimu, klijavimu ir kt.
2. „Kaltinio metalo monokoko konstrukcija“, skirta vidutinės ir didelės talpos automobiliamsPavyzdžiui, „Jaguar XJ“ (X350), 2002 m. modelis (kaip parodyta 4 paveiksle žemiau), 295 kg masės „štampuoto kėbulo monokoko konstrukcijos“ kėbulas be priedų buvo sudarytas iš 22 profilių (21 kg), 15 liejinių (15 kg) ir 273 lakštinio metalo dalių (259 kg). Sujungimo būdai apima klijavimą, kniedėmis jungimą ir MIG suvirinimą.
Aliuminio lydinio panaudojimas ant kūno
1. Sendinimo būdu grūdintas Al-Mg-Si lydinys
6000 serijos lydiniai, kurių sudėtyje yra magnio ir silicio, šiuo metu naudojami automobilių kėbulų lakštuose kaip A6016, A6111 ir A6181A. Europoje 1–1,2 mm EN-6016 pasižymi puikiu formavimu ir atsparumu korozijai, todėl yra plačiai naudojamas.
2. Nekarščiuojamas Al-Mg-Mn lydinys
Dėl specifinio didelio grūdinimo deformacijos metu Al-Mg-Mn lydiniai pasižymi puikiu formavimu ir dideliu stiprumu, todėl yra plačiai naudojami automobilių karšto ir šalto valcavimo lakštuose bei hidroformuotuose vamzdžiuose. Jų panaudojimas važiuoklėje ar ratuose yra dar efektyvesnis, nes nesumažėjusių judančių dalių masė papildomai padidina vairavimo komfortą ir sumažina triukšmo lygį.
3. Aliuminio profilis
Europoje buvo pasiūlytos visiškai naujos automobilių koncepcijos, pagrįstos aliuminio profilių konstrukcija, pavyzdžiui, aliuminio lydinio rėmai ir sudėtingos konstrukcijos. Dėl didelio jų sudėtingų konstrukcijų ir funkcinės integracijos potencialo jie geriausiai tinka ekonomiškai efektyviai serijinei gamybai. Kadangi ekstruzijos metu reikalingas grūdinimas, naudojami vidutinio stiprumo 6000 ir didelio stiprumo 7000 sendinimo metu grūdinami lydiniai. Formuojamumas ir maksimalus stiprumas kontroliuojami sendinimo metu grūdinant vėliau kaitinant. Aliuminio lydinio profiliai daugiausia naudojami rėmų konstrukcijoje, susidūrimo sijose ir kituose susidūrimo metu atspariuose komponentuose.
4. Aliuminio liejinys
Liejiniai yra plačiausiai automobiliuose naudojami aliuminio komponentai, tokie kaip variklių blokai, cilindrų galvutės ir specialūs važiuoklės komponentai. Net dyzeliniai varikliai, kurie labai padidino savo rinkos dalį Europoje, pereina prie aliuminio liejinių dėl didėjančių tvirtumo ir ilgaamžiškumo reikalavimų. Tuo pačiu metu aliuminio liejiniai taip pat naudojami rėmo konstrukcijoje, veleno dalyse ir konstrukcinėse dalyse, o naujų AlSiMgMn aliuminio lydinių liejimas aukšto slėgio būdu pasiekė didesnį stiprumą ir tąsumą.
Dėl mažo tankio, gero formavimo ir atsparumo korozijai aliuminis yra pasirinkta medžiaga daugeliui automobilių pritaikymų, tokių kaip važiuoklė, kėbulas ir daugelis konstrukcinių komponentų. Naudojant aliuminį kėbulo konstrukcijose, galima pasiekti bent 30 % svorio sumažėjimą, jei laikomasi eksploatacinių reikalavimų. Be to, aliuminio lydiniai gali būti naudojami daugumoje dabartinių dangų dalių. Kai kuriais atvejais, kai keliami aukšti stiprumo reikalavimai, 7000 serijos lydiniai vis tiek gali išlaikyti kokybės pranašumus. Todėl dideliems kiekiams aliuminio lydinių svorio mažinimo sprendimai yra ekonomiškiausias būdas.
Redagavo May Jiang iš MAT Aluminum
Įrašo laikas: 2023 m. gruodžio 8 d.
