Zakaj aluminijevi profili dominirajo pri konstrukciji šasij avtomobilov

POVZETEK

Aluminijasta ekstruzija je pomemben proizvodni postopek za izdelavo trdnih, a lahkih sestavnih delov šasij avtomobilov. Ta tehnologija je osrednja za trend zmanjševanja mase v avtomobilski industriji, saj omogoča izboljšano gorivno učinkovitost, podaljšano doseg električnih vozil (EV) ter izboljšane zmogljivosti in varnost vozil z naprednimi konstrukcijami visoke trdnosti. Pomembne uporabe vključujejo podokvirja, sisteme za upravljanje trkov in ohišja baterij.

Strateška nujnost zmanjševanja mase pri oblikovanju avtomobilov

V avtomobilski industriji se je močan trend, znan kot »lažjanje«, spremenil v glavni inženirski cilj. Ta strategija vključuje sistematično zmanjševanje skupne mase vozila, da bi dosegli pomembne izboljšave zmogljivosti in učinkovitosti. Potreba po lažjih vozilih izhaja iz več ključnih dejavnikov, ki oblikujejo sodobno avtomobilsko konstrukcijo. Lažja vozila potrebujejo manj energije za pospeševanje in ohranjanje hitrosti, kar neposredno pomeni boljšo porabo goriva in nižje emisije pri vozilih z notranjim zgorevanjem.

Prehod na električna vozila je še dodatno povečal poudarek na zmanjševanju teže. Pri električnih vozilih se lažji podvozje in trup neposredno odražata v daljšem dosegu baterije – ključnem dejavniku za sprejemanje električnih vozil s strani potrošnikov. Z zmanjševanjem kilogramov lahko proizvajalci bodisi podaljšajo razdaljo, ki jo električno vozilo prepotuje s polnim nabitimi baterijami, ali pa uporabijo manjši in cenejši paket baterij za doseg enakega dosega. Kot opažajo strokovnjaki iz panoge pri Gabrian , aluminij se v tem kontekstu spremenil v priljubljen izbirni material, ki pogosto nadomešča težje jeklene komponente. Ta premik ni le vprašanje učinkovitosti; prav tako bistveno izboljša dinamiko vozila, vključno s vožnjo, zaviranjem in pospeševanjem, kar vodi k bolj odzivni in užitni vožnji.

Aluminijevi profilni iztiski so postali temeljna tehnologija, ki omogoča ta premik. Postopek omogoča izdelavo kompleksnih, votlih in zapleteno oblikovanih profilov, ki jih z običajnimi metodami žiganja ali litja težko ali nemogoče izdelati. Ta oblikovalska fleksibilnost inženirjem omogoča točno določitev mest, kjer je potrebna trdnost, in odstranitev materiala tam, kjer ni potreben, s čimer se optimizira razmerje med trdnostjo in maso. Zato so aluminijeve ekstruzije osnova za izgradnjo naslednje generacije učinkovitih, visoko zmogljivih in trajnostnih vozil.

Ključne avtomobilske komponente, izdelane z aluminijevimi ekstruzijami

Univerzalnost postopka aluminijastega profilnega iztiskanja omogoča uporabo v širokem in naraščajočem spektru avtomobilskih aplikacij, od konstrukcijskih delov podvozja do varnostnih sistemov. Možnost izdelave prilagojenih profilov z visoko trdnostjo in nizko težo jih čini idealno rešitvijo za mnoge kritične komponente. Glede na celovit pregled podjetja Fonnov Aluminium , se profilna iztiskanja uporabljajo skoraj v vsakem sistemu sodobnega vozila.

Ključne aplikacije lahko združimo v več kategorij:

• Podvozje in konstrukcijske komponente: Tukaj profilna iztiskanja kažejo nekatere svoje najpomembnejše prednosti. Deli, kot so podokvirji in nosilci motorja, ki podpirajo pogonski sklop in odbojnik, se zanašajo na torzijsko togost votlih iztisnjenih profilov za stabilnost in udobje vožnje. Drugi pomembni primeri uporabe vključujejo okvirne nosilce, vzmetne nosilce in prečne nosilce, ki tvorijo osnovno konstrukcijo vozila.
• Sistemi za upravljanje trkov: Varnost je najpomembnejša, zato so aluminijeve ekstrudirane profile konstruirani za odlično zmogljivost pri trkih. Sprednji in zadnji nosilci parašuta, profili proti vdiranju v vrata ter drugi udarno dušilni elementi so zasnovani tako, da se obremenijo na nadzorovan način in s tem razpršijo energijo udarca za zaščito potnikov. Constellium poudarja svojo vlogo ključnega dobavitelja teh komponent, ki so zasnovane za izjemno varnost in strukturno celovitost.
• Deli za električna vozila (EV): Nastanek električnih vozil je odprl nove možnosti za uporabo aluminijevih ekstrudiranih profilov. Ohišja baterij so klasičen primer, kjer ekstrudirani profili zagotavljajo trdno, odporno okvirno konstrukcijo za zaščito občutljivih baterijskih modulov. Odlična toplotna prevodnost materiala pomaga tudi pri upravljanju temperature baterije.
• Sestavni deli karoserije in zunanji elementi: Profilna izdelava se uporablja tudi za dele, kot so vodila na strehi, okvirji steklenih streh in zunanji dodatki. Zaradi odpornosti proti koroziji in sposobnosti ohranjanja visoko kakovostnega površinskega izgleda so primerni tako za funkcionalne kot tudi estetske aplikacije.

Uporaba aluminijastih zlitin serij 6xxx in 7xxx je pogosta pri teh aplikacijah, saj zagotavljajo potrebno kombinacijo trdnosti, oblikovalnosti in vzdržljivosti, ki jo zahteva avtomobilska industrija.

Osnovne prednosti aluminijastih profilov za podvozje vozil

Inženirji in konstruktorji vedno pogosteje določajo aluminijaste profile za sestavne dele podvozja zaradi številnih tehničnih in komercialnih prednosti v primerjavi s tradicionalnimi materiali, kot je žičnato jeklo. Te prednosti neposredno odpravljajo osnovne cilje industrije pri izboljševanju zmogljivosti, varnosti in učinkovitosti.

Glavna prednost je odlično razmerje moči do teže . Aluminij je material z nizko gostoto, kar omogoča načrtovanje komponent, ki so bistveno lažje od jihovih jeklenih ustreznic, ne da bi pri tem ogrozili strukturne celovitosti. Svet aluminijastih profilov ( AEC ) ugotavlja, da to lahko pripelje do zmanjšanja mase do 35 % pri komponentah, kot so podokvirji, kar je ključno za doseganje ciljev porabe goriva in dosega električnih vozil (EV). Zmanjševanje mase prispeva tudi k izboljšani dinamiki vozila, kot sta bolj odzivno vodenje in krajše razdalje zaustavljanja.

Druga ključna prednost je neprimerljiva svoboda oblikovanja . Postopek ekstruzije omogoča inženirjem izdelavo kompleksnih, večpolostnih votlih profilov v enem kosu. To omogoča integracijo več funkcij – kot so točke za montažo, kanali za hlajenje ali vodniki za kable – v en sam sestavni del. Združevanje delov zmanjšuje zapletenost, poenostavi sestavljanje in zmanjšuje skupno število posameznih delov, kar vodi k hitrejši in učinkovitejši proizvodnji. Za prilagojene projekte lahko specializirani partnerji pospešijo razvoj. Na primer, Shaoyi Metal Technology ponuja celovite storitve od hitrega prototipiranja do celovite proizvodnje v okviru kakovostnega sistema IATF 16949, s čimer pomaga pri dostavi visoko prilagojenih delov, prilagojenih natančnim specifikacijam.

Nazadnje, aluminijaste ekstrudirane profile značijo odlične trajnost in ekonomičnost . Aluminij se naravno prekrije s zaščitnim oksidnim slojem, ki zagotavlja notranjo odpornost proti koroziji in tako podaljša življenjsko dobo vozila, zlasti v težkih okoljih. Z vidika proizvodnje proces ekstruzije proizvaja dele skoraj končne oblike, kar, kot pojasnjuje Thunderbird Metals , zmanjšuje potrebo po dragih in časovno zahtevnih dodatnih obdelavah ter zmanjšuje odpad sirovine.

Pogosta vprašanja