L'industria automobilistica europea è famosa per la sua avanzata e altamente innovativa. Con la promozione delle politiche di riduzione del risparmio energetico e delle emissioni, al fine di ridurre il consumo di carburante e le emissioni di anidride carbonica, le leghe di alluminio migliorate e progettate innovatamente sono ampiamente utilizzate nella progettazione automobilistica. Secondo le statistiche, negli ultimi dieci anni, la quantità media di alluminio utilizzato nelle autovetture è raddoppiata e la riduzione del peso delle leghe di alluminio è mostrata nella Figura 1 di seguito. Sulla base di concetti di progettazione innovativi, questa tendenza continuerà nei prossimi anni.
Nel processo di sviluppo leggero, le leghe di alluminio stanno affrontando una forte concorrenza con altri nuovi materiali, come l'acciaio ad alta resistenza, che possono ancora mantenere ad alta resistenza dopo un design a parete sottile. Inoltre, ci sono materiali compositi di magnesio, titanio, vetro o in fibra di carbonio, quest'ultimo dei quali sono già ampiamente utilizzati nell'aerospaziale. Ora il concetto di design multi-materiale è stato integrato nella progettazione automobilistica e vengono compiuti sforzi per applicare materiali adeguati a parti idonee. Una sfida molto importante è il problema della connessione e del trattamento della superficie, e sono state sviluppate varie soluzioni, come blocchi di motore e componenti del treno di alimentazione, progettazione del telaio (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), struttura a piastra sottile (Honda NSX , Jaguar, Rover), sospensione (classe DC-E, Renault, Peugeot) e altri componenti strutturali. La Figura 2 mostra i componenti dell'alluminio utilizzato nelle automobili.
Strategia di progettazione BIW
Il corpo in bianco è la parte più pesante di un'auto convenzionale, che rappresenta il 25% al 30% del peso del veicolo. Ci sono due design strutturali nel design del corpo in bianco.
1. "Design del telaio spaziale del profilo" per auto di piccole e medie dimensioni: Audi A8 è un esempio tipico, il corpo in bianco pesa 277 kg, è composto da 59 profili (61 kg), 31 getti (39 kg) e 170 lamiera (177 kg). Sono affiancati da rivettatura, saldatura MIG, saldatura laser, altra saldatura ibrida, incollaggio, ecc.
2. "Struttura monocoque in lamiera in lamiera intagliata" per applicazioni automobilistiche da media a grande capacità: Ad esempio, Jaguar XJ (X350), modello 2002 (come mostrato nella Figura 4 di seguito), 295 kg di massa "struttura monococa del corpo stampato" corpo in bianco consisteva in 22 profili (21 kg), 15 getti (15 kg) e 273 parti di lamiera (259 kg). I metodi di connessione comprendono il legame, il rivettamento e la saldatura MIG.
Applicazione della lega di alluminio sul corpo
1. Età indurita in lega Al-Mg-Si
Le leghe della serie 6000 contengono magnesio e silicio e sono attualmente utilizzate nei fogli del corpo automobilistico come A6016, A6111 e A6181A. In Europa, 1-1,2 mm EN-6016 ha un'eccellente formabilità e resistenza alla corrosione ed è ampiamente utilizzata.
2. Lega di al-MG-MN curabili non di calore
Grazie al suo intensità di tensione ad alta specifica, le leghe di al-mg-mn presentano un'eccellente formabilità e un'alta resistenza e sono ampiamente utilizzate nei fogli di rottura a caldo e a freddo e nei tubi idroformati. L'applicazione nel telaio o nelle ruote è ancora più efficace perché la riduzione di massa delle parti in movimento non sospese migliora inoltre il comfort di guida e riduce i livelli di rumore.
3. Profilo in alluminio
In Europa, sono stati proposti concetti di auto completamente nuovi in base alla progettazione del profilo in alluminio, ad esempio frame in lega di alluminio e sottostrutture complesse. Il loro grande potenziale per progetti complessi e integrazione funzionale li rende più adatti alla produzione di serie economiche. Poiché durante l'estrusione è necessaria un'estinzione, vengono utilizzate le leghe induribili a media resistenza 6000 e alta resistenza 7000. La formabilità e la massima resistenza sono controllate attraverso l'indurimento dell'età mediante il successivo riscaldamento. I profili in lega di alluminio sono utilizzati principalmente nella progettazione del telaio, nelle travi di crash e in altri componenti di crash.
4. Casting in alluminio
I getti sono i componenti in alluminio più utilizzati nelle automobili, come blocchi di motori, testate e componenti speciali del telaio. Anche i motori diesel, che hanno notevolmente aumentato la loro quota di mercato in Europa, si stanno spostando su getti di alluminio a causa delle crescenti richieste di forza e durata. Allo stesso tempo, i getti di alluminio vengono utilizzati anche nella progettazione del telaio, parti dell'albero e parti strutturali e la fusione ad alta pressione di nuove leghe di alluminio Alsimgmn ha raggiunto una maggiore resistenza e duttilità.
L'alluminio è il materiale preferito per molte applicazioni automobilistiche come il telaio, il corpo e molti componenti strutturali a causa della sua bassa densità, buona formabilità e buona resistenza alla corrosione. L'alluminio utilizzato nella progettazione della struttura del corpo può ottenere una riduzione del peso di almeno il 30% in base alla premessa di soddisfare i requisiti di prestazione. Inoltre, le leghe di alluminio possono essere applicate alla maggior parte della copertura corrente. In alcuni casi con requisiti elevati di resistenza, le leghe in serie 7000 possono ancora mantenere vantaggi di qualità. Pertanto, per applicazioni ad alto volume, le soluzioni di riduzione del peso in lega di alluminio sono il metodo più economico.
A cura di May Jiang dall'alluminio Mat
Tempo post: DEC-08-2023
