Avrupa otomobil endüstrisi, gelişmiş ve son derece yenilikçi olmasıyla ünlüdür. Yakıt tüketimini ve karbondioksit emisyonlarını azaltmak için enerji tasarrufu ve emisyon azaltma politikalarının teşvik edilmesiyle, otomobil tasarımında iyileştirilmiş ve yenilikçi şekilde tasarlanmış alüminyum alaşımları yaygın olarak kullanılmaktadır. İstatistiklere göre, son on yılda binek otomobillerde kullanılan ortalama alüminyum miktarı iki katına çıkmıştır ve alüminyum alaşımlarının ağırlık azaltımı aşağıdaki Şekil 1'de gösterilmiştir. Yenilikçi tasarım konseptlerine dayanarak, bu eğilim önümüzdeki birkaç yıl içinde devam edecektir.
Hafif geliştirme sürecinde, alüminyum alaşımları, ince duvarlı tasarımdan sonra bile yüksek mukavemetini koruyabilen yüksek mukavemetli çelik gibi diğer yeni malzemelerle sert bir rekabetle karşı karşıyadır. Ek olarak, havacılıkta halihazırda yaygın olarak kullanılan magnezyum, titanyum, cam veya karbon fiber kompozit malzemeler vardır. Artık çok malzemeli tasarım kavramı otomobil tasarımına entegre edilmiştir ve uygun parçalara uygun malzemeler uygulamak için çabalar sarf edilmektedir. Çok önemli bir zorluk, bağlantı ve yüzey işleme sorunudur ve motor bloğu ve güç aktarma organları bileşenleri, şasi tasarımı (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), ince levha yapısı (Honda NSX, Jaguar, Rover), süspansiyon (DC-E sınıfı, Renault, Peugeot) ve diğer yapısal bileşen tasarımı gibi çeşitli çözümler geliştirilmiştir. Şekil 2, otomobillerde kullanılan alüminyum bileşenlerini göstermektedir.
BIW Tasarım Stratejisi
Gövde-beyaz, geleneksel bir arabanın en ağır kısmıdır ve aracın ağırlığının %25 ila %30'unu oluşturur. Gövde-beyaz tasarımında iki yapısal tasarım vardır.
1. Küçük ve orta boy arabalar için "Profil uzay çerçeve tasarımı": Audi A8 tipik bir örnektir, beyaz gövde 277 kg ağırlığındadır, 59 profilden (61 kg), 31 dökümden (39 kg) ve 170 sacdan (177 kg) oluşur. Bunlar perçinleme, MIG kaynak, lazer kaynak, diğer hibrit kaynak, yapıştırma vb. ile birleştirilir.
2. Orta ila büyük kapasiteli otomobil uygulamaları için “kalıpta dövülmüş sac monokok yapı”: örneğin, Jaguar XJ (X350), 2002 model (aşağıdaki Şekil 4'te gösterildiği gibi), 295 kg kütleli "damgalı gövde monokok yapı" gövde-beyaz, 22 profilden (21 kg), 15 dökümden (15 kg) ve 273 sac metal parçadan (259 kg) oluşuyordu. Bağlantı yöntemleri arasında bağlama, perçinleme ve MIG kaynağı yer alır.
Alüminyum Alaşımının Gövdeye Uygulanması
1. Yaşlandırılmış Al-Mg-Si alaşımı
6000 serisi alaşımlar magnezyum ve silisyum içerir ve şu anda otomotiv gövde saclarında A6016, A6111 ve A6181A olarak kullanılır. Avrupa'da 1-1.2mm EN-6016 mükemmel şekillendirilebilirliğe ve korozyon direncine sahiptir ve yaygın olarak kullanılır.
2. Isıl işlem uygulanamayan Al-Mg-Mn alaşımı
Al-Mg-Mn alaşımları, özgül yüksek gerilim sertleştirmesi nedeniyle mükemmel şekillendirilebilirlik ve yüksek mukavemet sergiler ve otomotiv sıcak haddelenmiş ve soğuk haddelenmiş saclarda ve hidroformlu borularda yaygın olarak kullanılır. Şasi veya tekerleklerde uygulama daha da etkilidir çünkü yaylanmamış hareketli parçaların kütle azaltımı ayrıca sürüş konforunu artırır ve gürültü seviyelerini azaltır.
3. Alüminyum profil
Avrupa'da, alüminyum profil tasarımına dayalı tamamen yeni araba konseptleri önerildi, örneğin alüminyum alaşımlı şasiler ve karmaşık alt yapılar. Karmaşık tasarımlar ve işlevsel entegrasyon için büyük potansiyelleri, onları maliyet açısından etkili seri üretim için en uygun hale getirir. Ekstrüzyon sırasında söndürme gerektiğinden, orta mukavemetli 6000 ve yüksek mukavemetli 7000 yaş sertleştirilebilir alaşımlar kullanılır. Şekillendirilebilirlik ve nihai mukavemet, daha sonra ısıtma ile yaş sertleştirme yoluyla kontrol edilir. Alüminyum alaşımlı profiller çoğunlukla şasi tasarımında, çarpışma kirişlerinde ve diğer çarpışma bileşenlerinde kullanılır.
4. Alüminyum döküm
Dökümler, motor blokları, silindir kafaları ve özel şasi bileşenleri gibi otomobillerde en yaygın kullanılan alüminyum bileşenlerdir. Avrupa'da pazar paylarını büyük ölçüde artıran dizel motorlar bile, artan güç ve dayanıklılık talepleri nedeniyle alüminyum dökümlere kayıyor. Aynı zamanda, alüminyum dökümler şasi tasarımında, şaft parçalarında ve yapısal parçalarda da kullanılıyor ve yeni AlSiMgMn alüminyum alaşımlarının yüksek basınçlı dökümü daha yüksek güç ve süneklik elde etti.
Alüminyum, düşük yoğunluğu, iyi şekillendirilebilirliği ve iyi korozyon direnci nedeniyle şasi, gövde ve birçok yapısal bileşen gibi birçok otomotiv uygulaması için tercih edilen malzemedir. Gövde yapı tasarımında kullanılan alüminyum, performans gereksinimlerini karşılama öncülü altında en az %30 ağırlık azaltımı sağlayabilir. Ayrıca, alüminyum alaşımları mevcut kaplamanın çoğu parçasına uygulanabilir. Yüksek mukavemet gereksinimleri olan bazı durumlarda, 7000 serisi alaşımlar hala kalite avantajlarını koruyabilir. Bu nedenle, yüksek hacimli uygulamalar için alüminyum alaşımlı ağırlık azaltma çözümleri en ekonomik yöntemdir.
MAT Alüminyum'dan May Jiang tarafından düzenlendi
Gönderi zamanı: 08-Aralık-2023
