சுருக்கமாக

ஆட்டோமொபைல் துறையில், அலுமினியம் மற்றும் எஃகு ஸ்டாம்பிங் என்பது வாகன செயல்திறன் மற்றும் உற்பத்தி சிக்கலுக்கு இடையேயான முக்கிய வர்த்தக ஒப்பந்தத்தைக் குறிக்கிறது. மின்சார வாகனங்களின் (EV) ரேஞ்சை அதிகரிப்பதற்கும், எரிபொருள் பொருளாதாரத்தை மேம்படுத்துவதற்கும் முக்கியமான 30% முதல் 50% வரை எடை குறைப்பை அலுமினியம் வழங்குகிறது, ஆனால் மூன்று மடங்கு அதிக ஸ்பிரிங்பேக் மற்றும் அதிகரித்த பொருள் செலவு போன்ற குறிப்பிடத்தக்க உற்பத்தி சவால்களை இது ஏற்படுத்துகிறது. மேம்பட்ட உயர் வலிமை எஃகு (AHSS) போன்ற எஃகு, கட்டமைப்பு நேர்மைக்கான செலவு-சார்ந்த தரமாக நிலைத்திருக்கிறது, அதிக வடிவமைப்புத்திறனையும், ப்ரெஸ் ஷாப்பில் எளிய காந்த கையாளுதலையும் வழங்குகிறது. பொறியாளர்கள் அலுமினியத்தின் உயர் தர ஸ்கிராப் மதிப்பு மற்றும் துருப்பிடிக்காமை எதிர்ப்பை எஃகின் குறைந்த ஆரம்ப கருவி மற்றும் செயலாக்க செலவுகளுடன் எடைபோட வேண்டும்.

பொருள் பண்புகள்: எடை-வலிமை சமன்பாடு

இரும்பு உலோகத்திலிருந்து அலுமினியத்திற்கு வாகன வடிவமைப்பில் மாறுவதற்கான முதன்மை காரணி அடர்த்தி ஆகும். இரும்பு உலோகத்தின் அடர்த்தியை விட அலுமினியம் தோராயமாக ஒரு மூன்றில் ஒரு பகுதி மட்டுமே கொண்டுள்ளது, இது வாகனத்தின் உடல்-இன்-வொயிட் (BIW) இல் குறிப்பிடத்தக்க எடை குறைப்பை அனுமதிக்கிறது. TenRal இரும்பு உலோக பாகங்களை அலுமினியத்தால் மாற்றுவதன் மூலம் 30% முதல் 50% வரை எடை சேமிப்பை அடைய முடியும், இது மின்சார வாகனங்களுக்கு நேரடியாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட தூரத்தை மேம்படுத்தவும், உள்ளுறுப்பு எரிப்பு இயந்திரங்களுக்கு மோசமான உமிழ்வு இணக்கத்தை மேம்படுத்தவும் உதவுகிறது.

எனினும், எடைக்கான வலிமை விகிதங்கள் மேலும் துல்லியமான கதையைச் சொல்கின்றன. மென்மையான இரும்பு உலோகம் கனமாக இருந்தாலும், நவீன மேம்பட்ட அதிக வலிமை கொண்ட இரும்பு உலோகங்கள் (AHSS) மற்றும் அழுத்தி கடினப்படுத்தப்பட்ட இரும்பு உலோகங்கள் 1,000 MPa ஐ விட அதிகமான கிழிப்பு வலிமையை வழங்குகின்றன. பேனல்களில் பயன்படுத்தப்படும் 5000 மற்றும் 6000 தொடர் அலுமினிய உலோகக்கலவைகள், இரும்பு உலோகத்தின் கட்டமைப்பு செயல்திறனை அணுகுவதற்கு கவனமான உலோகக்கலப்பு மற்றும் வெப்ப சிகிச்சையை தேவைப்படுகின்றன. மோதல் சூழ்நிலைகளில், Engineering.com அலுமினியம் ஆற்றலை உட்கிரகிப்பதற்காக முன்னறிவிப்புடன் மடிகிறது, அதே நேரத்தில் உயர் வலிமை கொண்ட ஸ்டீல் பாதுகாப்பு கூண்டுகளுக்கு கடினமான ஊடுருவல் எதிர்ப்பை வழங்குகிறது.

ஸ்டாம்பிங் செயல்முறை: வடிவமைக்க முடியும் தன்மை மற்றும் ஸ்பிரிங்பேக்

அழுத்தி வடிவமைக்கும் போது இந்த உலோகங்களின் நடத்தையே பொறியியல் சவால்கள் மிகவும் வேறுபடும் இடமாகும். மிக முக்கியமான வேறுபாடு திரும்பி வருதல் (springback) — வடிவமைத்த பிறகு உலோகம் அசல் வடிவத்திற்கு திரும்ப விரும்பும் பண்பு. அலுமினியத்தின் நெகிழ்ச்சி குணகம் (யங் மாடுலஸ்) எஃகை விட ஏறத்தாழ மூன்றில் ஒரு பங்கு மட்டுமே உள்ளதால், அது ஏறத்தாழ மூன்று மடங்கு அதிக ஸ்பிரிங்பேக்கைக் காட்டுகிறது.

இந்த நெகிழ்ச்சி தன்மை காரணமாக ஸ்டாம்பிங் பொறியாளர்கள் பாகங்களை அதிகமாக வளைக்க வேண்டும் அல்லது இறுதி வடிவ துல்லியத்தை அடைய சிக்கலான மறு-அடிப்பு நிலையங்களை வடிவமைக்க வேண்டும். FormingWorld எஃகின் வடிவமைக்கும் வளைவுகள் (FLD) கணிசமான நீட்சி மற்றும் ஆழமான இழுப்புக்கு அனுமதிக்கும் போது, அலுமினியம் அதன் குறைந்த நெகிழ்வுத்திறன் எல்லைகளை விட மேலே செல்லும்போது கிழிக்கப்படுவதற்கு ஆளாகிறது என்பதை இது வலியுறுத்துகிறது. எனவே, அலுமினிய ஸ்டாம்பிங் பெரும்பாலும் பலத்த எஃகை விட தாங்கும் தன்மை குறைந்ததாக இருப்பதால், தோல்வி புள்ளிகளை முன்கூட்டியே கணிக்க பெரிய ஆரங்கள் மற்றும் துல்லியமான சிமுலேஷன் பகுப்பாய்வு தேவைப்படுகிறது.

வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு முக்கிய பங்கை வகிக்கிறது. எஃகு அடிக்கடி குளிர் வடிவமைப்புக்கு உட்படுத்தப்பட்டாலும், சிக்கலான அலுமினியம் பாகங்கள் பெரும்பாலும் நெகிழ்ச்சியை மேம்படுத்த சூடான வடிவமைப்பு அல்லது சிறப்பு ஹாட் ஃபாரம் குவெஞ்ச் (HFQ) செயல்முறைகளை தேவைப்படுகின்றன. குறிப்பிட்டபடி MetalForming Magazine , அலுமினியத்தை ஹாட்் ஸ்டாம்பிங் செய்வதற்கு கண்டிப்பான வெப்ப மேலாண்மை தேவைப்படுகிறது, ஏனெனில் அதன் உருகும் புள்ளி எஃகை விட மிகவும் குறைவாக உள்ளது, இது தேவையான இயந்திர பண்புகளை அடைவதற்கான செயல்முறை விட்டத்தை குறைக்கிறது.

கருவிகள் மற்றும் டை பராமரிப்பு: காலிங் மற்றும் அழிவு

தகடு உலோகத்திற்கும் டை பரப்பிற்கும் இடையேயான தொடர்பு பராமரிப்பு அட்டவணைகள் மற்றும் கருவியின் ஆயுளை தீர்மானிக்கிறது. குறிப்பாக அதிக வலிமை கொண்ட எஃகு, அரிப்பு அழிப்பு கருவிகளில் அழிவை ஏற்படுத்துகிறது. AHSS ஐ வடிவமைக்க தேவையான அதிக தொடர்பு அழுத்தங்கள் டை பரப்புகளை வேகமாக பாதிக்கும், கார்பைட் செருகுநிரல்களையும் அடிக்கடி கூர்மைப்படுத்துவதையும் தேவைப்படுத்துகிறது.

இதற்கு மாறாக, அலுமினியம் வேறு விதமான தோல்வி பாங்கை வழங்குகிறது: உராய்வு . அலுமினியம் கருவி எஃகில் ஒட்டிக்கொள்ளும் பண்புடையது, இது பின்னர் வரும் பாகங்களை சிராய்க்கச் செய்யும் பொருள் சேகரிப்பை ஏற்படுத்தி மேற்பரப்பு முடித்த பணியை பாதிக்கிறது. இதைத் தடுப்பதற்கு தேவை:

• சிறப்பு பூச்சுகள்: உராய்வைக் குறைப்பதற்காக செதுகுகளின் மீது டைமண்ட்-லைக் கார்பன் (DLC) அல்லது டைட்டானியம் கார்போ-நைட்ரைட் (TiCN) பூச்சுகள்.
• சரம்பலிப்பு: கடுமையான பின்னர் செயல்முறை கழுவல் தேவைப்படக்கூடிய கனமான, சிறப்பு சூட்டுத்திரவங்கள்.
• அதிகாரம்: விளிம்புகளை மட்டும் கூர்மையாக்குவதை விட, அலுமினியத்தை அகற்றுவதற்கான செதுகுகளை அடிக்கடி பாலிஷ் செய்தல்.

அழுத்துத் தொழிற்சாலையில் பொருள் கையாளுதலும் அடிப்படையில் மாறுபடுகிறது. எஃகின் காந்தத்தன்மை காரணமாக காந்த கொண்டுசெல்லும் கருவிகள், விசிறிகள் மற்றும் மேலே உள்ள கிரேன்களைப் பயன்படுத்தலாம். அலுமினியம் காந்தமில்லாதது, ஆகையால் தானியங்கு அமைப்புகளுக்கு வெற்றுவெளி கோப்பைகள் அல்லது இயந்திர பிடிப்பான்கள் தேவைப்படுகின்றன, இது ஸ்கிராப் அகற்றுதல் மற்றும் பாகங்களை மாற்றுதல் அமைப்புகளின் சிக்கலை அதிகரிக்கலாம்.

செலவு பகுப்பாய்வு: மூலப்பொருள் மற்றும் வாழ்க்கால செலவு

பொருளாதார முடிவெடுக்கும் கட்டமைப்பு ஒரு பவுண்டுக்கான விலையை மட்டும் கடந்து செல்கிறது. மூல அலுமினியம் எப்போதும் எஃகை விட அதிக விலையுள்ளதாக இருக்கிறது, சந்தை ஏற்றத்தாழ்வுக்கேற்ப மூன்று மடங்கு அல்லது அதிகமாக இருக்கலாம். இருப்பினும், மொத்த வாழ்க்கால செலவு இந்த இடைவெளியைக் குறைக்கலாம்.

• ஸ்கிராப் மதிப்பு: அலுமினியம் கழிவுகள் (ஸ்கிராப்) உயர் சந்தை விலையை பெறுகின்றன. ஸ்கிராப்பை தனிமைப்படுத்து விடுவதால் பொருள் செலவின் குறிப்பிட்ட பகுதியை மீட்டெடுக்கலாம், ஆனால் எஃகு ஸ்கிராப் குறைந்த வருவாயை வழங்குகிறது.
• கருவிச் செலவுகள்: அலுமினியம் மென்மையானது என்றாலும், ஸ்பிரிங்பேக்கை கட்டுப்படுத்து நுட்பமான செதில்கள் தேவைப்படுகின்றன, மேலும் காந்த வேலை வைத்திருப்பவை பயன்படுத்துக்கொள்ள முடியாததால் கருவி முதலீடுகள் அதிகரிக்கலாம்.
• இயக்க செலவு: தானியங்கி உற்பத்தியாளர்களுக்கு, அலுமினியத்திற்கான பிரீமியம் பெரும்பாலும் "இலகுரக மதிப்பு" மூலம் நியாயப்படுத்துக்கொள்ளப்படுகிறது—BEVகளுக்கான பேட்டரி செலவு சேமிப்பு அல்லது ICE வாகனங்களுக்கான எரிபொருள் அதிக நுகர்வு வரிகளை தவிர்த்தல்.

இந்த செலவு அமைப்புகளை நிர்வகிக்கும் உற்பத்தியாளர்களுக்கு, பல்திறன் கொண்ட பங்காளியை தேர்ந்தெடுப்பது முக்கியமானது. வடிவமைப்பு வடிவ உருவத்தை சரிபார்க்க வேகமான புரோட்டோவை நீங்கள் தேவைப்படுத்தாலும் சரி, உலகளாவிய OEMகளுக்கான அதிக அளவு உற்பத்தியை தேவைப்படுத்தாலும் சரி, Shaoyi Metal Technology முழுமையான ஸ்டாம்பிங் தீர்வுகளை வழங்குகிறது. IATF 16949 சான்றளிக்கப்பட்ட அவர்களின் நிலையங்கள், அலுமினியம் கட்டுப்பாட்டு கையேடுகள் மற்றும் உயர் வலிமை கொண்ட ஸ்டீல் சப்ஃபிரேம்களின் தனித்துவமான செயலாக்கத் தேவைகளை 600 டன் வரை அழுத்தங்களைப் பயன்படுத்தி கையாளுகின்றன, 50 முன்மாதிரி பாகங்களிலிருந்து மில்லியன் கணக்கான தொடர் உற்பத்தி அலகுகள் வரை துல்லியத்தை உறுதி செய்கின்றன.

ஆட்டோமொபைல் பயன்பாடுகள்: பொருள் ஏற்றுதல்

சரியான இடத்தில் சரியான உலோகத்தை வைப்பதை நோக்கமாகக் கொண்ட "பல-பொருள்" வாகன கட்டமைப்பை நோக்கி தொழில்துறை நகர்ந்துள்ளது. Kenmode சக்கரங்கள் மற்றும் சஸ்பென்ஷன் கையேடுகள் போன்ற "எடையில்லா எடை" கூறுகள், மேலும் கட்டுமருங்கு குறைவாக இருக்கும் இடங்களில் (ஹூடுகள், கதவுகள், லிப்ட்கேட்டுகள்) எடைக்கு முக்கியத்துவம் அளிக்கப்படும் போது அலுமினியம் சிறந்த தேர்வாக இருக்கும் என்று கூறுகிறது.

உயர் வலிமை கொண்ட எஃகு (UHSS) மெல்லிய அமைப்பில் அதிகபட்ச பாதுகாப்பை வழங்கும் இடங்களான பாதுகாப்பு கூடம்—A-தூண்கள், B-தூண்கள் மற்றும் ராக்கர் பேனல்களில்—எஃகு தனது ஆதிக்கத்தை தக்கவைத்துள்ளது. நவீன அசெம்பிளி லைன்களுக்கான சவால் இந்த வேறுபட்ட பொருட்களை இணைப்பதாகும். பூச்சு இடைநிலை சேர்மங்கள் உருவாவதால் அலுமினியத்தை எஃகுடன் வெல்டிங் செய்வது உலோகவியல் ரீதியாக கடினமாக உள்ளது; இதனால் தயாரிப்பாளர்கள் சுய-துளையிடும் ரிவெட்கள் (SPR), கட்டமைப்பு ஒட்டுகள் மற்றும் பாய்ச்சல்-துளை திருகுகளை ஏற்றுக்கொள்கின்றனர்.

முடிவு: செயல்திறன் மற்றும் தயாரிப்பு திறனுக்கிடையே சமநிலை

அலுமினியம் மற்றும் எஃகு இடையேயான தேர்வு அரிதாகவே இருமை தன்மை கொண்டதாக இருக்கும்; இது எடை இலக்குகளுக்கும் பட்ஜெட் கட்டுப்பாடுகளுக்கும் இடையேயான மூலோபாய கணக்கீடாகும். உயர் பொருள் செலவு மற்றும் ஸ்பிரிங்பேக் கட்டுப்பாட்டின் தொழில்நுட்ப இடையூறுகள் இருந்தாலும், பரவளவு-முக்கியமான EV பயன்பாடுகள் மற்றும் வெளிப்புற பேனல்களுக்கான பிரீமியம் தேர்வாக அலுமினியம் தொடர்கிறது. புதிய தரங்கள் போட்டித்திறன் கொண்ட வலிமை-எடை விகிதங்களை வழங்குவதன் மூலம் எஃகு தொடர்ந்து மேம்பட்டு வருகிறது, இது கட்டமைப்பு தயாரிப்பில் அதன் பொருத்தமான தன்மையை தக்கவைத்துள்ளது.

தானியங்கி பொறியாளர்களுக்கு, முன்னேற்றத்திற்கான பாதை அடிக்கடி இரண்டு உலோகங்களின் சிறந்த பண்புகளையும் பயன்படுத்தும் கலப்பு வடிவமைப்புகளை ஈடுபடுத்துகிறது. ஒவ்வொன்றின் தனித்துவமான அச்சு நடத்தைகளை முன்கூட்டியே எதிர்பார்ப்பதிலும், அலுமினியத்தின் நெகிழ்ச்சியைக் கணக்கில் கொள்வதிலும், எஃகின் கடினத்தன்மையை மேலாண்மை செய்வதிலும் வெற்றி அமைகிறது—இலகுவான மற்றும் செலவு-சார்ந்த வாகனங்களை வழங்குவதற்கு.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

1. கார் உடல்களுக்கு எஃகோ அல்லது அலுமினியமோ சிறந்ததா?

எதுவும் பொதுவாக "சிறந்தது" அல்ல; இது வாகனத்தின் நோக்கங்களைப் பொறுத்தது. குறைந்த எடை காரணமாக செயல்திறன் மற்றும் எரிபொருள் திறனுக்கு அலுமினியம் சிறந்தது, இது ஸ்போர்ட்ஸ் கார்கள் மற்றும் EVகளுக்கு ஏற்றது. முக்கியமான கட்டமைப்பு பகுதிகளில் செலவைக் குறைப்பதற்கும் தாக்க எதிர்ப்புக்கும் எஃகு சிறந்தது. பெரும்பாலான நவீன வாகனங்கள் இரண்டின் கலவையைப் பயன்படுத்துகின்றன.

2. அலுமினிய அச்சு நடத்தைக்கான முக்கிய குறைபாடுகள் என்ன?

முதன்மையான குறைபாடுகள் உயர் பொருள் செலவு மற்றும் வடிவமைப்பதில் உள்ள சிரமம் ஆகும். அலுமினியம் குறிப்பிடத்தக்க ஸ்பிரிங்பேக் (நெகிழ்வு மீட்சி) ஐக் காட்டுகிறது, இது எஃகை விட நெருக்கமான வடிவ அனுமதிகளை பராமரிப்பதை கடினமாக்குகிறது. இது கீறலுக்கும் ஆளாகிறது, இதற்கு விலையுயர்ந்த சாய பூச்சுகள் மற்றும் பராமரிப்பு தேவைப்படுகிறது.

3. எஃகை விட அலுமினியம் ஏன் ஸ்டாம்ப் செய்வதற்கு கடினமாக உள்ளது?

அலுமினியம் குறைந்த வடிவமைப்பு எல்லையைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் ஆழமான இழுப்பு செயல்முறைகளின் போது கிழிக்க அதிக ஆளாகிறது. அதன் குறைந்த நெகிழ்வு மாடுலஸ் சாய விடுவித்த பிறகு அது "ஸ்பிரிங் பேக்" ஆக மாறுவதை ஏற்படுத்துகிறது, இறுதி வடிவத்தை அடைய கருவி வடிவமைப்பில் சிக்கலான மிகையான வளைக்கும் உத்திகள் தேவைப்படுகின்றன.