Защо алуминиевото изтегляне доминира при конструирането на автомобилни шасита

Накратко

Алуминиевото изтегляне е жизненоважен производствен процес за създаване на здрави, но леки компоненти за автомобилни шасита. Тази технология е централна за тенденцията в автомобилната индустрия към намаляване на теглото, като осигурява подобрена икономия на гориво, по-голям обсег на електрически превозни средства (EV) и подобрена производителност и безопасност чрез сложни, високоякостни конструкции. Ключови приложения включват подрами, системи за управление на сблъсъка и кутии за батерии.

Стратегическата необходимост от намаляване на теглото в дизайна на автомобили

В автомобилната индустрия силна тенденция, известна като "лекота", се превърна в основна инженерна цел. Тази стратегия включва системно намаляване на общото тегло на превозното средство, за да се постигнат значителни ползи за производителността и ефективността. Натискът за по-леки автомобили се задвижва от няколко критични фактора, които преобразяват съвременния автомобилен дизайн. По-леките коли изискват по-малко енергия за ускорение и поддържане на скорост, което директно води до по-добро икономическо потребление на гориво и по-ниски емисии при превозни средства с вътрешно горене.

Преходът към електрически превозни средства допълнително засили фокуса върху намаляване на теглото. За ЕПС по-лека рама и каросерия директно означава по-голям пробег на батерията — ключов фактор за потребителското приемане. Като премахнат килограми, производителите могат или да увеличат разстоянието, което ЕПС може да измине с един заряд, или да използват по-малка и по-евтина батерийна група, за да постигнат същия обсег. Както отбелязват експерти от индустрията в Gabrian , алуминият е станал предпочтитен материал в този контекст, често замествайки по-тежки стоманени компоненти. Този преход не се дължи само на ефективността; той значително подобрява динамиката на превозното средство, включително управлението, спирането и ускорението, което води до по-реактивен и приятен шофьорски опит.

Алуминиевото избутване се е превърнало в основополагаща технология, която осъществява този преход. Процесът позволява създаването на сложни, кухи и прецизно оформени профили, които биха били трудни или невъзможни за производство с традиционни методи като штамповане или леене. Тази гъвкавост в дизайна дава възможност на инженерите да поставят материала точно там, където е необходим за здравина, и да го премахнат там, където не е нужен, като по този начин оптимизират съотношението между якост и тегло. В резултат на това алуминиевите избутани профили са от съществено значение за изграждането на следващото поколение ефективни, високопроизводителни и устойчиви превозни средства.

Ключови автомобилни компоненти, изработени с алуминиеви избутани профили

Многостранността на процеса за екструзия на алуминий позволява той да се използва във все по-широк кръг от приложения в автомобилната промишленост, от конструктивни части на шасито до системи за безопасност. Възможността за създаване на персонализирани профили с висока якост и ниско тегло го прави идеално решение за много критични компоненти. Според задълбочен преглед от Fonnov Aluminium , екструзиите се срещат почти във всяка система на съвременен автомобил.

Основните приложения могат да бъдат групирани в няколко категории:

• Шаси и конструктивни компоненти: Тук екструзиите осигуряват някои от най-значимите си предимства. Части като подрами и двигатели, които поддържат силовата предавка и окачването, разчитат на усукващата стегнатост на кухи екструдирани профили за стабилност и качество на возенето. Други важни приложения включват рамни релси, стабилизаторни щанги между кулоните на амортисьорите и напречни скоби, които формират основната конструкция на автомобила.
• Системи за управление на сблъсъка: Безопасността е от първостепенно значение и алуминиевите профили са проектирани за изключителна производителност при сблъсъци. Предни и задни бутове, противопробивни вратови греди и други конструкции, поглъщащи удар, са проектирани да се деформират по контролиран начин, разсейвайки енергията от удара, за да защитят пътниците. Constellium подчертава ролята му като ключов доставчик на тези компоненти, които са проектирани за изключителна безопасност и структурна цялостност.
• Електрически превозни средства (EV) - специфични части: Развитието на ЕПС отвори нови приложения за алуминиеви профили. Капаците на батериите са типичен пример, където профилите осигуряват здрава, устойчива на пробиване рамка за защита на чувствителните батерийни модули. Отличната топлопроводимост на материала също помага за управление на топлината на батерията.
• Компоненти на купето и външни компоненти: Екструзията се използва и за части като покривни релси, рамки на панорамни прозорци и външни декоративни елементи. Устойчивостта им към корозия и способността да запазват висококачествена повърхностна обработка ги правят подходящи както за функционални, така и за естетически приложения.

Често използваните алуминиеви сплави от серия 6xxx и 7xxx са разпространени в тези приложения, тъй като осигуряват необходимата комбинация от якост, формируемост и дълготрайност, изисквана за отговаряне на строгите изисквания на автомобилната индустрия.

Основни предимства на алуминиевата екструзия за шасита на превозни средства

Инженерите и проектиращите все по-често избират алуминиева екструзия за компоненти на автомобилни шасита поради убедителен набор от технически и търговски предимства в сравнение с традиционни материали като штампана стомана. Тези предимства директно отговарят на основните цели на индустрията – подобряване на производителността, безопасността и ефективността.

Първото предимство е превъзходно съотношение между прочността и теглото . Алуминиевите сплави са материал с ниска плътност, което позволява проектирането на компоненти, значително по-леки от стоманените им аналогове, без да се компрометира структурната цялост. Съветът на производителите на екструдирани алуминиеви профили ( AEC ) отбелязва, че това може да доведе до намаляване на теглото с до 35% при компоненти като подрамки, което е от решаващо значение за постигане на целите за икономия на гориво и пробег при ЕП. Това намаляване на теглото също допринася за подобряване на динамиката на превозното средство, като по-чувствително управление и по-къси спирачни пътища.

Друго важно предимство е ненадмината свобода при проектиране . Процесът на екструзия позволява на инженерите да създават сложни, многокомпонентни кухи профили в единичен елемент. Това осигурява вграждането на множество функции — като монтажни точки, охлаждащи канали или кабелни тръби — в един-единствен компонент. Целта от тази консолидация на части е намаляване на сложността, опростяване на монтажа и намаляване на общия брой детайли, което води до по-бързо и по-ефективно производство. За персонализирани проекти специализирани партньори могат да ускорят разработката. Например, Shaoyi Metal Technology предлага комплексни услуги от бързо прототипиране до пълномащабно производство по качествената система IATF 16949, като подпомага изработката на високо персонализирани части, адаптирани към точни спецификации.

Накрая, алуминиевите екструзии предлагат отлична траевност и Економичност . Алуминият естествено образува защитен оксиден слой, осигуряващ вродена устойчивост на корозия, която удължава живота на превозното средство, особено в сурови условия. От гледна точка на производството, процесът на екструзия произвежда детайли с форма, близка до крайната, което, както обяснява Thunderbird Metals , минимизира нуждата от скъпи и отнемащи време вторични механични операции и намалява отпадъците от суровини.

Често задавани въпроси