Petits lots, altes estàndards. El nostre servei d'prototipatge ràpid fa que la validació sigui més ràpida i fàcil —
EN
Per què l'extrusió d'alumini domina el disseny de xassís de cotxe
TL;DR
L'extrusió d'alumini és un procés de fabricació essencial per crear components resistents però lleugers per al xassís del vehicle. Aquesta tecnologia és fonamental en la tendència automotriu de reducció de pes, permetent una major eficiència del combustible, un abast més llarg en vehicles elèctrics (EV) i una millora del rendiment i la seguretat gràcies a dissenys sofisticats i d'alta resistència. Les aplicacions principals inclouen subxassissos, sistemes de gestió de xocs i carcasses de bateries.
L'Imperatiu Estratègic de la Lleugeresa en el Disseny Automotriu
A la indústria automobilística, una tendència potent coneguda com a "lleugerament" s'ha convertit en un objectiu tècnic principal. Aquesta estratègia consisteix a reduir sistemàticament el pes total d'un vehicle per assolir guanys significatius en rendiment i eficiència. L'impuls cap a vehicles més lleugers ve motivat per diversos factors clau que estan transformant el disseny modern de cotxes. Els cotxes més lleugers necessiten menys energia per accelerar i mantenir la velocitat, cosa que es tradueix directament en un millor consum de combustible i emissions més baixes per als vehicles amb motor d'encesa interna.
La transició cap als vehicles elèctrics ha intensificat encara més l'enfocament en la reducció de pes. Per als EV, un xassís i una estructura de carroceria més lleugers es correlacionen directament amb un abast major de la bateria, un factor clau per a l'adopció del consumidor. En reduir quilograms, els fabricants poden allargar la distància que un vehicle elèctric pot recórrer amb una sola càrrega o utilitzar un paquet de bateries més petit i menys costós per assolir el mateix abast. Tal com han assenyalat experts del sector a Gabrian , l'alumini s'ha convertit en un material de referència en aquest context, substituint sovint components d'acer més pesats. Aquest canvi no només té a veure amb l'eficiència; també millora de manera notable la dinàmica del vehicle, incloent-hi el maneig, la frenada i l'acceleració, resultant en una experiència de conducció més responiva i agradable.
La extrusió d'alumini ha emergit com una tecnologia clau que permet aquest canvi. El procés permet crear perfils complexos, buits i amb formes intrincades que serien difícils o impossibles de produir mitjançant mètodes tradicionals com l'estampació o la fundició. Aquesta flexibilitat de disseny permet als enginyers col·locar el material exactament on es necessita resistència i eliminar-lo on no és necessari, optimitzant així la relació entre resistència i pes. Com a resultat, les extrusions d'alumini són fonamentals per construir la propera generació de vehicles eficients, d'alt rendiment i sostenibles.
Components automotrius clau fabricats amb extrusions d'alumini
La versatilitat del procés d'extrusió d'alumini permet utilitzar-lo en una àmplia i creixent varietat d'aplicacions automotrius, des de peces estructurals del xassís fins a sistemes de seguretat. La capacitat de crear perfils personalitzats amb alta resistència i baix pes el converteix en una solució ideal per a molts components crítics. Segons una visió general completa realitzada per Fonnov Aluminium , les extrusions es troben en gairebé tots els sistemes d'un vehicle modern.
Les aplicacions principals es poden agrupar en diverses categories:
- Components del xassís i estructurals: És aquí on les extrusions ofereixen alguns dels seus beneficis més significatius. Peces com subxassís i bastidors del motor, que suporten el grup motopropulsor i la suspensió, depenen de la rigidesa torsional dels perfils extrudits buits per garantir estabilitat i qualitat de conducció. Altres aplicacions crítiques inclouen rails del xassís, reforços de torretes de suspensió i travessers que formen l'estructura central del vehicle.
- Sistemes de gestió de xocs: La seguretat és primordial, i les extrusions d'alumini estan dissenyades per oferir un rendiment superior en col·lisions. Les bigues del paragolpes frontal i posterior, les bigues antiintrusió de les portes i altres estructures absorbents del xoc estan dissenyades per deformar-se de manera controlada, dissipant l'energia de l'impacte per protegir els ocupants. Constellium destaca el seu paper com a proveïdor clau d'aquests components, que estan dissenyats per oferir una seguretat i integritat estructural superiors.
- Components específics per a vehicles elèctrics (EV): L'augment dels vehicles elèctrics ha obert noves aplicacions per a les extrusions d'alumini. Les carcasses de bateries són un exemple destacat, on les extrusions proporcionen un bastidor resistent i resistant a la intrusió per protegir els mòduls sensibles de la bateria. La excel·lent conductivitat tèrmica del material també ajuda en la gestió del calor de la bateria.
- Components de la carroceria i exteriors: Les extrusions també s'utilitzen per a peces com rails de sostre, marcs de teulada solar i acabats exteriors. La seva resistència a la corrosió i la capacitat de mantenir un acabat superficial de gran qualitat els fan adequats tant per a aplicacions funcionals com estètiques.
L'ús d'aleacions d'alumini de les sèries 6xxx i 7xxx és habitual en aquestes aplicacions, ja que ofereixen la combinació necessària de resistència, conformabilitat i durabilitat exigida per complir amb les exigències riguroses de la indústria automobilística.
Avantatges principals de les extrusions d'alumini per al xassís del vehicle
Els enginyers i dissenyadors especifiquen cada cop més extrusions d'alumini per a components del xassís del cotxe a causa d'un conjunt convincent d'avantatges tècnics i comercials respecte als materials tradicionals com l'acer estampat. Aquests beneficis aborden directament els objectius fonamentals de la indústria d'augmentar el rendiment, la seguretat i l'eficiència.
L'avantatge principal és un relació superior de força a pes . L'alumini és un material de baixa densitat, que permet dissenyar components significativament més lleugers que els seus equivalents d'acer sense comprometre la integritat estructural. El Consell d'Extrusió d'Alumini ( AEC ) assenyala que això pot portar a reduccions de pes d'hasta un 35% en components com els bastidors, cosa crucial per assolir els objectius d'eficiència energètica i abast en vehicles elèctrics (EV). Aquest alliberament també contribueix a una millora de la dinàmica del vehicle, com ara una direcció més responent i distàncies de frenada més curtes.
Un altre benefici clau és una llibertat de disseny sense igual el procés d'extrusió permet als enginyers crear perfils buits complexos amb múltiples cavitats en una sola peça. Això permet la integració de diverses funcions —com punts de muntatge, canals de refrigeració o conductes per a cablejat— en un únic component. Aquesta consolidació de peces redueix la complexitat, simplifica el muntatge i disminueix el nombre total de components, cosa que comporta una fabricació més ràpida i eficient. Per a projectes personalitzats, socis especialitzats poden accelerar el desenvolupament. Per exemple, Shaoyi Metal Technology ofereix serveis complets des del prototipatge ràpid fins a la producció a gran escala sota el sistema de qualitat IATF 16949, ajudant a entregar peces altament personalitzades adaptades a especificacions precises.
Finalment, les extrusions d'alumini ofereixen excel·lents durabilitat i cost efectiu . L'alumini forma naturalment una capa d'òxid protectora, que proporciona una resistència inherent a la corrosió i allarga la vida del vehicle, especialment en entorns agressius. Des d'una perspectiva de fabricació, el procés d'extrusió produeix peces gairebé amb forma final, cosa que, segons Thunderbird Metals , minimitza la necessitat d'operacions secundàries de mecanitzat costoses i lentes i redueix el desperdici de material primer.
| Característica | Extracció d'alumini | D'acer estampat |
|---|---|---|
| Pes | Alta relació resistència-pes; estalvi de pes significatiu | Més pesat; contribueix a una massa total del vehicle més elevada |
| Flexibilitat en el Disseny | Alt; permet perfils complexos, multifuncionals i buits | Limitat; requereix múltiples peces i soldadures per a formes complexes |
| Cost dels motlles | Baix; els motlles són relativament econòmics i ràpids de produir | Molt alt; els motlles d'estampació són complexos i cars |
| Resistència a la corrosió | Excel·lent; forma naturalment una capa d'òxid protectora | Pobre; requereix recobriments com la galvanització per evitar la corrosió |
| Muntatge | Més senzill; la integració de components redueix el nombre de peces i soldadures | Més complex; sovint requereix l'assemblatge de múltiples peces estampades |
Preguntes freqüents
1. Es pot fer un bastidor de cotxe d'alumini?
Sí, absolutament. Molts vehicles d'alta prestació, de luxe i elèctrics utilitzen alumini per a les seves estructures principals de bastidor, sovint anomenades bastidor espaial o xassís monococ. L'ús d'una combinació d'extrusions, fosa i fulls d'alumini permet als fabricants automòbils construir un bastidor que és alhora extremadament resistent i lleuger, oferint beneficis significatius en prestacions, comportament i eficiència.
2. Quins són els inconvenients de l'alumini per als cossos dels cotxes?
Tot i que l'alumini ofereix molts beneficis, té algunes desavantatges en comparació amb l'acer. El principal inconvenient és sovint el cost més elevat de reparació. L'alumini requereix eines especialitzades, equipament i formació específica per als tècnics per poder-se reparar correctament després d'un xoc, cosa que pot fer que la carroceria sigui més cara. A més a més, els costos inicials del material i de fabricació poden ser superiors als de l'acer convencional, fet que fa que sigui més comú en vehicles de gamma alta.
3. Per què no es fan tots els bastidors de cotxe d'alumini?
La principal barrera per a l'adopció universal de l'alumini en tots els bastidors de vehicles és el cost. L'acer continua sent un material més econòmic per als vehicles de mercat massiu, i la indústria automobilística mundial disposa d'una cadena d'aprovisionament i d'una infraestructura de fabricació extenses i de llarga data basades en aquest material. Tot i que els avantatges de rendiment de l'alumini són evidents, els fabricants han de compensar aquests beneficis amb els objectius de cost per a un segment de vehicle determinat. A mesura que evolucionen les tecnologies de fabricació i milloren l'eficiència, l'ús de l'alumini continua expandint-se cap a models més convencionals.