Европската автомобилска индустрија е позната по својата напредна и високо иновативна природа. Со промоција на политики за заштеда на енергија и намалување на емисиите, со цел да се намали потрошувачката на гориво и емисиите на јаглерод диоксид, подобрените и иновативно дизајнирани алуминиумски легури се широко користени во дизајнот на автомобили. Според статистичките податоци, во последните десет години, просечната количина на алуминиум што се користи во патничките автомобили е двојно зголемена, а намалувањето на тежината на алуминиумските легури е прикажано на Слика 1 подолу. Врз основа на иновативните концепти за дизајн, овој тренд ќе продолжи и во следните неколку години.
Во процесот на развој на лесна конструкција, алуминиумските легури се соочуваат со жестока конкуренција со други нови материјали, како што е челикот со висока цврстина, кој сè уште може да одржи висока цврстина по дизајнот со тенки ѕидови. Покрај тоа, постојат композитни материјали од магнезиум, титаниум, стакло или јаглеродни влакна, од кои вторите веќе се широко користени во воздухопловството. Сега концептот на дизајн со повеќе материјали е интегриран во автомобилскиот дизајн и се прават напори за примена на соодветни материјали на соодветни делови. Многу важен предизвик е проблемот со поврзувањето и површинската обработка, а развиени се различни решенија, како што се компоненти на моторниот блок и погонскиот склоп, дизајн на рамката (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), структура на тенки плочи (Honda NSX, Jaguar, Rover), суспензија (DC-E класа, Renault, Peugeot) и дизајн на други структурни компоненти. Слика 2 ги прикажува компонентите од алуминиум што се користат во автомобилите.
Стратегија за дизајн на BIW
Каросеријата во бело е најтешкиот дел од конвенционалниот автомобил, сочинувајќи 25% до 30% од тежината на возилото. Постојат два структурни дизајни во дизајнот на каросеријата во бело.
1. „Дизајн на рамка со профилен простор“ за мали и средни автомобилиAudi A8 е типичен пример, каросеријата во бела боја тежи 277 кг, се состои од 59 профили (61 кг), 31 одлеанок (39 кг) и 170 лим (177 кг). Тие се спојуваат со заковување, MIG заварување, ласерско заварување, друго хибридно заварување, лепење итн.
2. „Кована монокок структура од лим“ за автомобилски апликации со среден до голем капацитет: на пример, Jaguar XJ (X350), модел од 2002 година (како што е прикажано на Слика 4 подолу), маса од 295 кг „штанцана каросерија со монокок структура“ каросеријата во бело се состоеше од 22 профили (21 кг), 15 одлеаноци (15 кг) и 273 лимени делови (259 кг). Методите на поврзување вклучуваат лепење, заковување и MIG заварување.
Примена на алуминиумска легура на телото
1. Легура Al-Mg-Si стврдната со возраст
Легурите од серијата 6000 содржат магнезиум и силициум и моментално се користат во каросериски лимови за автомобили како A6016, A6111 и A6181A. Во Европа, EN-6016 од 1-1,2 mm има одлична способност за обликување и отпорност на корозија и е широко користен.
2. Легура Al-Mg-Mn која не може да се третира со топлина
Поради нивното специфично стврднување со висок степен на деформација, легурите Al-Mg-Mn покажуваат одлична формабилност и висока цврстина, и се широко користени во автомобилски топло валани и ладно валани лимови и хидроформирани цевки. Примената во шасијата или тркалата е уште поефикасна бидејќи намалувањето на масата на непружинските подвижни делови дополнително го подобрува удобноста при возење и ги намалува нивоата на бучава.
3. Алуминиумски профил
Во Европа, беа предложени сосема нови концепти за автомобили базирани на дизајн на алуминиумски профили, на пример, рамки од алуминиумски легури и сложени потструктури. Нивниот голем потенцијал за сложени дизајни и функционална интеграција ги прави најсоодветни за економично сериско производство. Бидејќи е потребно калење за време на екструдирањето, се користат легури со средна јачина 6000 и висока јачина 7000, стврднувачки. Формирањето и крајната јачина се контролираат преку стврднување со возраст со последователно загревање. Профилите од алуминиумски легури главно се користат во дизајнот на рамки, греди за удар и други компоненти за удар.
4. Леење од алуминиум
Одлеаноците се најшироко користените алуминиумски компоненти во автомобилите, како што се блоковите на моторот, главите на цилиндрите и специјалните компоненти на шасијата. Дури и дизел моторите, кои значително го зголемија својот пазарен удел во Европа, се префрлаат на алуминиумски одлеаноци поради зголемените барања за цврстина и издржливост. Во исто време, алуминиумските одлеаноци се користат и во дизајнот на рамки, деловите од вратилото и структурните делови, а леењето под висок притисок на новите алуминиумски легури AlSiMgMn постигна поголема цврстина и еластичност.
Алуминиумот е материјал по избор за многу автомобилски апликации, како што се шасии, каросерија и многу структурни компоненти поради неговата мала густина, добра формабилност и добра отпорност на корозија. Алуминиумот што се користи во дизајнот на каросеријата може да постигне намалување на тежината од најмалку 30% под претпоставка дека ќе ги исполни барањата за перформанси. Исто така, алуминиумските легури може да се применат на повеќето делови од сегашната обвивка. Во некои случаи со барања за висока цврстина, легурите од серијата 7000 сè уште можат да ги задржат предностите во квалитетот. Затоа, за апликации со голем обем, решенијата за намалување на тежината од алуминиумски легури се најекономичниот метод.
Уредено од Меј Џијанг од MAT Aluminum
Време на објавување: 08.12.2023
