Почему алюминиевое экструдирование доминирует в конструкции автомобильного шасси

Краткое содержание

Алюминиевое профилирование — это важный производственный процесс для создания прочных, но легких компонентов автомобильного шасси. Эта технология лежит в основе тренда на облегчение конструкции автомобилей, позволяя повысить топливную эффективность, увеличить запас хода электромобилей (EV) и улучшить эксплуатационные характеристики и безопасность за счёт сложных конструкций с высокой прочностью. Основные области применения включают подрамники, системы управления при столкновениях и корпуса аккумуляторов.

Стратегическая значимость облегчения конструкции в автомобильном проектировании

В автомобильной промышленности сформировалась мощная тенденция, известная как «облегчение конструкции», которая стала главной инженерной задачей. Эта стратегия предполагает систематическое уменьшение общей массы транспортного средства для достижения значительного повышения производительности и эффективности. Стремление к снижению веса автомобилей обусловлено несколькими ключевыми факторами, которые меняют современный автомобильный дизайн. Более легкие автомобили требуют меньше энергии для разгона и поддержания скорости, что напрямую приводит к повышению топливной экономичности и снижению выбросов в автомобилях с двигателями внутреннего сгорания.

Переход к электромобилям еще больше усилил внимание к снижению веса. Для электромобилей более легкое шасси и кузов напрямую связаны с увеличением запаса хода на одном заряде аккумулятора — ключевым фактором при выборе потребителем. Уменьшая килограммы, производители могут либо увеличить расстояние, которое электромобиль может проехать без подзарядки, либо использовать более маленький и дешевый аккумулятор, чтобы достичь того же запаса хода. Как отмечают эксперты отрасли, Gabrian , алюминий стал предпочтительным материалом в этом контексте, зачастую заменяя более тяжелые стальные компоненты. Этот переход обусловлен не только соображениями эффективности; он также значительно улучшает динамические характеристики автомобиля, включая управляемость, торможение и ускорение, обеспечивая более отзывчивое и приятное вождение.

Алюминиевое экструдирование стало ключевой технологией, обеспечивающей этот переход. Данный процесс позволяет создавать сложные, полые и intricately shaped профили, которые было бы трудно или невозможно изготовить с помощью традиционных методов штамповки или литья. Такая гибкость в проектировании даёт инженерам возможность размещать материал точно там, где он необходим для прочности, и удалять его там, где он не нужен, оптимизируя соотношение прочности к весу. В результате алюминиевые профили играют фундаментальную роль в создании следующего поколения эффективных, высокопроизводительных и экологически устойчивых транспортных средств.

Ключевые автомобильные компоненты, изготовленные из алюминиевых экструзионных профилей

Многофункциональность процесса алюминиевого прессования позволяет использовать его в широком и постоянно расширяющемся спектре автомобильных применений — от конструкционных элементов шасси до систем безопасности. Возможность создания профилей по индивидуальному заказу с высокой прочностью и низким весом делает его идеальным решением для множества критически важных компонентов. Согласно всестороннему обзору, выполненному Fonnov Aluminium , прессованные профили используются практически во всех системах современного автомобиля.

Ключевые области применения можно объединить в несколько категорий:

• Шасси и конструкционные компоненты: Именно здесь прессование обеспечивает наиболее значительные преимущества. Детали, такие как подрамники и крепления двигателя, которые поддерживают силовую установку и подвеску, зависят от крутильной жесткости полых прессованных профилей для обеспечения устойчивости и комфорта при движении. К другим важным областям применения относятся лонжероны рамы, распорки башен стоек и поперечины, формирующие основную конструкцию транспортного средства.
• Системы управления при столкновении: Безопасность имеет первостепенное значение, и алюминиевые профили разработаны для обеспечения превосходных характеристик при столкновениях. Передние и задние балки бамперов, балки защиты от деформации дверей и другие конструкции, поглощающие энергию удара, спроектированы таким образом, чтобы деформироваться контролируемым образом, рассеивая энергию удара и защищая пассажиров. Constellium подчеркивает его роль ведущего поставщика этих компонентов, которые разработаны для обеспечения высокого уровня безопасности и структурной целостности.
• Детали для электромобилей (EV): Рост популярности электромобилей открыл новые сферы применения алюминиевых профилей. Яркий пример — корпуса аккумуляторов, где профили обеспечивают прочную, устойчивую к проникновению раму для защиты чувствительных модулей аккумулятора. Отличная теплопроводность материала также способствует эффективному управлению тепловыделением аккумулятора.
• Кузовные и внешние компоненты: Профили также используются для деталей, таких как направляющие крыши, рамы люков и наружные элементы отделки. Их устойчивость к коррозии и способность сохранять высококачественную поверхность делают их пригодными как для функциональных, так и для эстетических применений.

Использование алюминиевых сплавов серий 6xxx и 7xxx является распространённым в этих областях, поскольку они обеспечивают необходимое сочетание прочности, формовочности и долговечности, требуемое для выполнения жёстких требований автомобильной промышленности.

Основные преимущества алюминиевых профилей для шасси транспортных средств

Инженеры и конструкторы всё чаще выбирают алюминиевые профили для компонентов шасси автомобилей благодаря совокупности технических и коммерческих преимуществ по сравнению с традиционными материалами, такими как штампованная сталь. Эти преимущества напрямую отвечают основным целям отрасли — повышению производительности, безопасности и эффективности.

Основным преимуществом является превосходное соотношение прочности к весу . Алюминий — это материал с низкой плотностью, что позволяет проектировать компоненты, значительно более легкие по сравнению со стальными аналогами, без ущерба для структурной целостности. Совет производителей алюминиевых профилей ( АЭС ) отмечает, что это может привести к снижению веса до 35% в таких компонентах, как подрамники, что имеет решающее значение для достижения целевых показателей топливной эффективности и запаса хода электромобилей. Уменьшение массы также способствует улучшению динамических характеристик автомобиля, включая более точное управление и сокращение тормозного пути.

Еще одно важное преимущество — непревзойденная свобода проектирования . Процесс экструзии позволяет инженерам создавать сложные полые профили с несколькими полостями в едином элементе. Это обеспечивает интеграцию нескольких функций — таких как крепёжные точки, каналы охлаждения или кабельные каналы — в один компонент. Объединение деталей снижает сложность, упрощает сборку и уменьшает общее количество элементов, что приводит к более быстрому и эффективному производству. Для индивидуальных проектов специализированные партнёры могут ускорить разработку. Например, Shaoyi Metal Technology предлагает комплексные услуги от быстрого прототипирования до полноценного производства в рамках системы качества IATF 16949, помогая поставлять высокостандартизированные детали, адаптированные под точные технические требования.

Наконец, алюминиевые профили обеспечивают отличные прочность и экономичность - Я не знаю. Алюминий естественным образом образует защитный оксидный слой, обеспечивающий врожденную коррозионную стойкость, которая продлевает срок службы транспортного средства, особенно в суровой среде. С точки зрения производства, процесс экструзии производит части почти сетевой формы, которые, как объясняется Металлы Thunderbird , минимизирует необходимость дорогостоящих и трудоемких вторичных обработок и сокращает отходы сырья.

Часто задаваемые вопросы