Европска аутомобилска индустрија је позната по својој напредној и веома иновативној. Уз промоцију политике уштеде енергије и смањења емисија, у циљу смањења потрошње горива и емисије угљен-диоксида, побољшане и иновативно дизајниране легуре алуминијума се широко користе у дизајну аутомобила. Према статистикама, у протеклих десет година, просечна количина алуминијума који се користи у путничким аутомобилима се удвостручила, а смањење масе алуминијумских легура приказано је на слици 1 испод. Заснован на иновативним концептима дизајна, овај тренд ће се наставити и у наредних неколико година.
У процесу развоја мале тежине, легуре алуминијума се суочавају са жестоком конкуренцијом са другим новим материјалима, као што је челик високе чврстоће, који и даље може задржати високу чврстоћу након дизајна танких зидова. Поред тога, постоје композитни материјали од магнезијума, титанијума, стакла или угљеничних влакана, од којих се други већ широко користе у ваздухопловству. Сада је концепт дизајна са више материјала интегрисан у дизајн аутомобила, а улажу се напори да се одговарајући материјали примене на одговарајуће делове. Веома важан изазов је проблем спајања и површинског третмана, а развијена су различита решења, као што су блок мотора и компоненте погонског агрегата, дизајн рама (Ауди А2, А8, БМВ З8, Лотус Елисе), танка плочаста структура (Хонда НСКС , Јагуар, Ровер), ослањање (ДЦ-Е класа, Ренаулт, Пеугеот) и дизајн других структурних компоненти. Слика 2 приказује компоненте алуминијума који се користе у аутомобилима.
Стратегија дизајна БИВ
Каросерија у белом је најтежи део конвенционалног аутомобила, који чини 25% до 30% тежине возила. Постоје два структурна дизајна у дизајну тела у белом.
1.“Профилни простор дизајн оквира” за мале и средње аутомобиле: Ауди А8 је типичан пример, каросерија у белој је тешка 277 кг, састоји се од 59 профила (61 кг), 31 одливака (39 кг) и 170 лимова (177 кг). Спајају се закивањем, МИГ заваривањем, ласерским заваривањем, другим хибридним заваривањем, лепљењем итд.
2. „Монокок конструкција од кованог лима“ за аутомобилске апликације средњег до великог капацитета: на пример, Јагуар КСЈ (Кс350), модел 2002 (као што је приказано на слици 4 испод), 295 кг масе „штанцане монокок структуре“ каросерије у белом се састојало од 22 профила (21 кг), 15 одливака (15 кг) и 273 лимена дела (259 кг). Методе повезивања укључују лепљење, закивање и МИГ заваривање.
Примена легуре алуминијума на тело
1. Старењем каљена легура Ал-Мг-Си
Легуре серије 6000 садрже магнезијум и силицијум и тренутно се користе у лимовима каросерије аутомобила као А6016, А6111 и А6181А. У Европи, 1-1,2 мм ЕН-6016 има одличну формабилност и отпорност на корозију и широко се користи.
2. Ал-Мг-Мн легура која се не обрађује термички
Због свог специфичног очвршћавања са високим деформацијама, легуре Ал-Мг-Мн показују одличну формабилност и високу чврстоћу, и широко се користе у аутомобилским топловаљаним и хладно ваљаним лимовима и хидроформисаним цевима. Примена у шасији или точковима је још ефикаснија јер смањење масе неопружених покретних делова додатно повећава удобност вожње и смањује нивое буке.
3. Алуминијумски профил
У Европи су предложени потпуно нови концепти аутомобила засновани на дизајну алуминијумских профила, на пример, оквири од алуминијумске легуре и сложене подструктуре. Њихов велики потенцијал за сложене дизајне и функционалну интеграцију чини их најпогоднијим за економичну серијску производњу. Пошто је гашење потребно током екструзије, користе се легуре средње чврстоће 6000 и високе чврстоће 7000 које се очвршћавају. Формабилност и коначна чврстоћа се контролишу очвршћавањем од старости накнадним загревањем. Профили од алуминијумске легуре се углавном користе у дизајну оквира, гредама и другим компонентама за судар.
4. Алуминијумско ливење
Одливци су најчешће коришћене алуминијумске компоненте у аутомобилима, као што су блокови мотора, главе цилиндара и специјалне компоненте шасије. Чак и дизел мотори, који су увелико повећали свој тржишни удео у Европи, прелазе на алуминијумске ливене производе због све већих захтева за чврстоћом и издржљивошћу. Истовремено, одливци алуминијума се такође користе у дизајну оквира, делова осовине и конструкцијских делова, а ливење под високим притиском нових легура алуминијума АлСиМгМн постигло је већу чврстоћу и дуктилност.
Алуминијум је материјал избора за многе аутомобилске примене као што су шасије, каросерија и многе структурне компоненте због своје мале густине, добре формабилности и добре отпорности на корозију. Алуминијум који се користи у дизајну каросерије може постићи смањење тежине од најмање 30% под претпоставком да испуни захтеве перформанси. Такође, легуре алуминијума се могу применити на већину делова тренутног поклопца. У неким случајевима са високим захтевима за чврстоћом, легуре серије 7000 и даље могу задржати предности квалитета. Стога, за апликације великог обима, решења за смањење тежине од легуре алуминијума су најекономичнији метод.
Уредио Маи Јианг из МАТ Алуминиум
Време поста: 08.12.2023
