Obțineți un citat
Piese de vehicule cu energie nouă turnare sub presiune tehnologia trece printr-o schimbare fundamentală de la turnarea sub presiune tradițională la turnare sub presiune integrată la scară foarte mare . Începând cu 2025, piața globală de turnare sub presiune pentru automobile a ajuns la aproximativ 55 până la 86,5 miliarde USD , și se preconizează că va depăși 90 - 144 de miliarde USD până în 2034, cu o rată de creștere anuală compusă menținută între 5,5% și 7,5% . Aliajele de aluminiu reprezintă aproximativ 70% cota de material, în timp ce procesele de turnare sub presiune de înaltă presiune sunt valabile 60% a cotei de proces. În sectorul vehiculelor cu energie nouă, carcasele bateriilor, carcasele motoarelor, carcasele cutiei de control și părțile structurale ale caroseriei au devenit cele patru scenarii de aplicare de bază pentru tehnologia de turnare sub presiune. În special, o podea din spate turnată sub presiune integrată se poate consolida 72 de piese individuale într-o singură componentă , reducând semnificativ greutatea corporală, sporind în același timp rigiditatea structurală.
Dependența vehiculelor cu energie nouă de tehnologia de turnare sub presiune provine din cerințele lor unice de inginerie. În comparație cu vehiculele tradiționale cu motor cu ardere internă, vehiculele electrice se confruntă cu cerințe mai stricte de ușurare din cauza greutății substanțiale a pachetelor de baterii. Fiecare 10% reducerea greutății corporale poate îmbunătăți autonomia vehiculului electric prin 6% până la 8% . Tehnologia de turnare sub presiune permite formarea dintr-o singură lovitură a formelor geometrice complexe, menținând în același timp rezistența structurală - un avantaj pe care procesele de ștanțare și sudare se străduiesc să-l egaleze.
Sistemul de baterii este cea mai grea componentă dintr-un vehicul cu energie nouă, ceea ce reprezintă de obicei 20% până la 30% din greutatea totală a vehiculului. Pentru a compensa impactul negativ al greutății bateriei asupra autonomiei, producătorii trebuie să maximizeze reducerea greutății structurilor caroseriei, șasiului și componentelor carcasei. Piesele turnate sub presiune din aluminiu au doar o densitate o treime cea a oțelului, combinată cu o conductivitate termică excelentă și proprietăți de ecranare electromagnetică, făcându-le materialul preferat pentru carcasele bateriilor și carcasele motoarelor. O podea din spate turnată sub presiune integrată poate reduce greutatea structurală a secțiunii din spate cu mai mult de 10% , reducând în același timp numărul de piese de la zeci la unu, simplificând substanțial lanțurile de aprovizionare și procesele de asamblare.
Sistemele de baterii din vehiculele cu energie nouă sunt extrem de sensibile la managementul termic. Aliajele de aluminiu turnate sub presiune prezintă coeficienți de conductivitate termică de aproximativ 96 până la 200 W/(m·K) , semnificativ mai mare decât oțelul obișnuit, permițând disiparea eficientă a căldurii din baterii și prevenind evadarea termică. În plus, precizia dimensională ridicată și densitatea pieselor turnate sub presiune asigură o protecție de etanșare fiabilă pentru baterii, care îndeplinește stşiarde IP67 sau mai mari de impermeabilitate și rezistență la praf. În ceea ce privește siguranța la impact, componentele structurale turnate sub presiune reduc zonele de concentrare a tensiunilor prin eliminarea punctelor de sudură, îmbunătățind astfel rezistența generală la impact structurală.
În vehiculele cu energie nouă, aplicațiile tehnologice de turnare sub presiune acoperă acum domenii cheie, de la cele „trei sisteme electrice” (baterie, motor, controler) până la structurile caroseriei. Conform analizei industriei, aplicațiile pentru caroserie și șasiu reprezintă aproximativ 40% a pieței turnării sub presiune, în timp ce componentele noi, specifice energiei, cresc mult mai repede decât piesele tradiționale ale grupului de propulsie.
Carcasele pachetului de baterii reprezintă una dintre cele mai emblematice aplicații ale tehnologiei de turnare sub presiune în vehiculele cu energie nouă. Soluțiile curente curente folosesc procese de turnare sub presiune la presiune înaltă sau joasă pentru a produce carcase inferioare de baterie din aluminiu cu dimensiuni care depășesc 2180×1500×110 mm . Astfel de piese turnate sub presiune mari trebuie să aibă următoarele caracteristici:
Câțiva producători avansați au început să exploreze tehnologia integrată a tăvilor pentru baterii turnate sub presiune, înlocuind structurile complexe de cadru sudate inițial din profile extrudate cu piese turnate monolitice, reducând în continuare numărul de suduri și sporind integritatea structurală.
Carcasele motorului de antrenare și carcasele de control electronic reprezintă o altă aplicație de bază a tehnologiei de turnare sub presiune în sistemele de propulsie ale vehiculelor cu energie nouă. Carcasele motorului sunt produse de obicei prin turnare sub presiune din aluminiu, cântărind între ele 8 și 15 kg , și trebuie să încorporeze simultan structuri complexe de cavitate interioară pentru căptușele de apă de răcire și scaunele lagărelor. Procesul de turnare sub presiune permite formarea într-o singură lovitură a carcaselor multifuncționale care conțin mantale de apă de răcire, flanșe de montare și scaune cutie de joncțiune. În comparație cu procesele combinate de prelucrare și sudare, eficiența producției se îmbunătățește cu de 3 până la 5 ori , cu rate de utilizare a materialelor crescând la peste 85% .
Tehnologia integrată de turnare sub presiune modifică metodele de fabricare a caroseriei. Aplicațiile deja validate în producția de masă includ:
Turnarea sub presiune integrată (Gigacasting) reprezintă cea mai disruptivă inovație de proces în producția de automobile din ultimii ani. Această tehnologie utilizează mașini de turnare sub presiune ultra-mari cu forțe de strângere depășitoare 6.000 de tone și chiar ajungând 9.000 de tone , transformând modulele caroseriei care inițial necesitau sute de piese și zeci de operațiuni de sudare în structuri monolitice turnate prin injecție cu un singur foc.
Miezul turnării sub presiune integrate constă în injectarea aliajului de aluminiu topit la viteză mare și presiune înaltă în matrițe de oțel prelucrate cu precizie, completând umplerea și solidificarea într-un interval de timp extrem de scurt. Parametrii cheie ai mașinilor de turnare sub presiune ultra-mari includ:
| Categoria parametrilor | Turnare sub presiune tradițională | Turnare sub presiune ultra-largă integrată |
|---|---|---|
| Forța de prindere | 500–2.500 de tone | 6.000–16.000 de tone |
| Volum o singură lovitură | 5-20 kg | 80-150 kg |
| Numărul de consolidare a părților | 1-5 părți | 30-72 de părți |
| Reducerea punctului de sudare | 10-50 de puncte | 500–1.600 de puncte |
| Timpul ciclului de producție | 60–120 de secunde/parte | 80–180 secunde/parte |
Turnarea sub presiune integrată nu schimbă doar metoda de formare a pieselor, ci și restructurarea logicii lanțului de aprovizionare a producției de vehicule. Fabricarea tradițională a podelei din spate implică zeci de furnizori, sute de piese ștanțate și linii lungi de asamblare de sudare. Cu turnarea sub presiune integrată, numărul pieselor scade dramatic, nivelurile furnizorilor sunt simplificate și orele de lucru în producție sunt reduse cu aproximativ 30% până la 40% . Simultan, datorită proceselor reduse de sudură și aplicare a adezivului, spațiul de producție poate fi redus cu peste 25% , permițând amenajări din fabrică mai compacte și mai eficiente.
Performanța materialelor de turnare sub presiune determină în mod direct siguranța și durabilitatea componentelor vehiculelor cu energie noi. Industria evoluează în prezent de la sistemele tradiționale de aliaje Al-Si la noi sisteme de aliaje cu rezistență mai mare și ductilitate mai bună.
Piesele turnate sub presiune tradiționale necesită un tratament termic extins (procese T6 sau T7) pentru a obține proprietățile mecanice necesare, dar acest lucru cauzează distorsiuni severe în piesele mari cu pereți subțiri. Aliajele de aluminiu fără tratament termic realizează combinații excelente de performanță ca turnare 270 până la 320 MPa rezistența la rupere și 8% până la 12% alungire prin optimizarea raporturilor de siliciu, magneziu, mangan și titan. Astfel de materiale sunt deosebit de critice pentru turnarea sub presiune integrată care depășește 1,5 metri în dimensiune, evitând abaterile dimensionale și riscurile de fisurare din operațiunile ulterioare de îndreptare.
În contextul neutralității globale a carbonului, proporția de aluminiu reciclat utilizat în industria turnării sub presiune crește rapid. Consumul de energie pentru producția de aluminiu reciclat este doar aproximativ 5% cea a aluminiului primar, cu emisiile de carbon reduse cu peste 95% . În prezent, mai mulți producători de automobile solicită furnizorilor să folosească peste 50% materii prime din aluminiu reciclat în componente critice, cum ar fi carcasele bateriilor. Procesul de turnare sub presiune în sine posedă o valoare extrem de ridicată de reciclare a materialelor - canalele, canalele și piesele casate pot fi retopite direct, cu rate cuprinzătoare de utilizare a materialului ajungând peste 90% , foarte aliniat cu obiectivele ciclului de viață complet de carbonizare scăzută ale vehiculelor cu energie nouă.
Ca material mai ușor decât aliajele de aluminiu (numai densitate doua treimi cea a aluminiului), aliajele de magneziu demonstrează potențialul de aplicare în anumite componente. În aplicațiile de carcasă a motorului, piesele din aliaj de magneziu pot obține aproximativ 33% reducerea greutății în comparație cu omologii din aluminiu. Componentele actuale de turnare sub presiune din aliaj de magneziu în curs de validare includ carcase de transmisie electrică, schelete de scaune și panouri interioare ale ușilor. Odată cu progresele în tehnologiile de acoperire rezistente la coroziune și procesele de turnare sub presiune, este de așteptat ca proporția de aplicare a aliajelor de magneziu în vehiculele cu energie noi să crească treptat față de actuala 1% până la 2% .
În ciuda avantajelor semnificative ale tehnologiei integrate de turnare sub presiune, procesul său de industrializare se confruntă în continuare cu provocări multiple, inclusiv investițiile în echipamente, controlul procesului și costurile de reparație.
O singură mașină de turnare sub presiune integrată ultra-mare necesită de obicei investiții în milioane de dolari interval. Combinat cu matrițe și echipamente periferice de automatizare, investiția inițială pentru o singură linie de producție poate ajunge de 2 până la 3 ori cea a liniilor tradiționale de ștanțare și sudare. În plus, ciclurile mari de fabricare a matrițelor se extind până la 6 până la 10 luni , iar durata de viață a matriței este afectată de cicluri de temperatură înaltă și presiune înaltă, care necesită de obicei o revizie majoră sau o înlocuire după 80.000 până la 100.000 lovituri. Pentru a amortiza costurile fixe, producătorii trebuie să se asigure că capacitatea anuală a liniei de producție atinge scări de mai sus 100.000 de unități .
Piesele turnate sub presiune mari cu pereți subțiri sunt foarte susceptibile la porozitatea internă cauzată de antrenarea aerului și contracția în timpul formării, afectând performanța la oboseală și siguranța componentelor structurale. Soluțiile actuale din industrie includ:
Odată deteriorate într-o coliziune, componentele structurale turnate sub presiune integrate, de obicei, nu pot fi reparate sau înlocuite la nivel local, ca piesele tradiționale din tablă, în schimb necesită înlocuirea întregului ansamblu mare. Acest lucru ridică noi provocări pentru sistemele de reparații post-vânzare și pentru prețurile asigurărilor. Industria explorează două căi de soluție: în primul rând, optimizarea proiectelor structurale cu zone de absorbție a energiei de impact pentru a se asigura că turnările sub presiune suferă doar deformații controlate în accidente; în al doilea rând, dezvoltarea tehnologiilor locale de tăiere și reimbinare pentru a permite reparații în anumite locații, mai degrabă decât înlocuirea completă a ansamblului.
Din perspectiva distribuției regionale, regiunea Asia-Pacific, valorificând lanțul complet al industriei de automobile și extinzându-se rapid pe piața vehiculelor cu energie noi, reprezintă aproximativ 45% până la 46% a pieței globale de turnare sub presiune pentru automobile, China fiind piața dintr-o singură țară cu cea mai rapidă creștere. Piețele nord-americane și europene beneficiază de transformarea în electrificare și politicile locale de relocare a producției, respectiv deținând aproximativ 25% and 20% cote de piata.
În următorii cinci ani, aplicațiile integrate ale tehnologiei de turnare sub presiune se vor extinde de la podelele din spate și compartimentele din față actuale la zone suplimentare:
Conform previziunilor industriei, până în 2030, valoarea de producție a componentelor exclusiv vehiculelor electrice (cu excepția sistemelor tradiționale de propulsie) pe piața globală a pieselor auto turnate sub presiune va atinge 5-9 miliarde USD , devenind motorul de bază care conduce la creșterea industriei. Odată cu proliferarea mașinilor de turnare sub presiune de peste 8.000 de tone și maturarea materialelor fără tratament termic, abordarea de producție a vehiculelor cu energie nouă va continua să evolueze către direcții mai ușoare, mai puternice și mai simple.
Ești gata COOPERA Cu Jieda?
* E -mailul dvs. este în siguranță cu noi, nu spam.
Produse
Informații de contact
nbjd011@126.com
+86-574-86115705
Nr. 58 Mold Road, Daqi Technology Industrial Zone, districtul Beilun, Ningbo
