1. Az ideális egyensúly a könnyű súly és a nagy szilárdság között
Az alumíniumötvözet mindössze 2,7 g/cm³ sűrűségű, ami körülbelül egyharmada olyan sűrű, mint az acél. De ha olyan módszerekkel melegítjük fel, mint az oldatos szilárdítás és az öregedési szilárdítás, szilárdsága elérheti a 400-700 MPa-t. Egyes ultrakemény alumíniumötvözetek (például a 7075-ös sorozat) még erősebbek is, mint az alacsony széntartalmú acél{8}. Ez a "könnyű és nagy szilárdságú"{10}}funkció fontos az autók gyártásához:
Az alumíniumötvözet hengerfejek és forgattyúházak a könnyű motoralkatrészek példái. Ez könnyebbé teheti a motort, csökkentheti a tehetetlenségi erőket, és gyorsabbá teheti a teljesítményreakció sebességét. Ha például egy bizonyos márkájú motor alumíniumötvözet hengertestet használ, a tömeg 15%-kal csökken, az üzemanyag-fogyasztás pedig 8%-kal nő.
A karosszéria felépítése: A karosszéria vázában alumíniumötvözet extrudált profilok használata 30-40%-kal csökkentheti az autó tömegét, miközben a topológiaoptimalizálás révén megőrzi a szerkezet szilárdságát. A Tesla Model S teljesen-alumínium karosszériavázzal rendelkezik, amely 400 kg-mal könnyebbé teszi az autót, mint a normál acél karosszéria, miközben biztonságosan ütközik.
Alvázrendszer: Az alumíniumötvözetből készült lengőkarok, kormánycsuklók és egyéb alkatrészek használata nemcsak a rugózatlan tömeget csökkenti, és stabilabbá teszi a kezelhetőséget, hanem csökkenti a nem{0}}rugózott tömeg hatását is a felfüggesztési rendszerre. Egy luxusmárka SUV-ja alumíniumötvözet hátsó alsó karral rendelkezik, ami 20%-kal gyorsabbá és sokkal kényelmesebbé teszi a felfüggesztési rendszert.
2. Nagy feldolgozási sebesség és hatékonyságnövelés
Az alumíniumötvözet határozott technológiai előnyökkel rendelkezik a CNC-megmunkálásban, így kiváló választás a nagy-precíziós, nagy-hatékonyságú gyártáshoz.
Kiváló vágási képesség: Az alumíniumötvözet puha és könnyen vágható, vágási ellenállása 1/3-1/2 az acélénak. Ez lehetővé teszi, hogy az orsó fordulatszáma elérje a 10 000-20 000 ford./perc értéket, az előtolás pedig megközelítse a 3000-5000 mm/perc-et. Ez a nagy-sebességű feldolgozási képesség több mint felére csökkenti az egyetlen tétel feldolgozásához szükséges időt, és 70%-kal csökkenti a szerszámok kopásának ütemét, ami jelentősen csökkenti a teljes gyártási költséget.
Kiváló hőelvezetési képesség: Az alumíniumötvözet hővezető képessége 180–230 W/(m · K), ami három-négyszer nagyobb, mint az acél. A CNC megmunkálás során a vágási hő gyorsan elérheti a munkadarab felületét, és a vágófolyadék elvezetheti. Ez megállítja a termikus torzulást, és biztosítja a megmunkálás pontosságát. Egy speciális motor hengerblokk feldolgozási forgatókönyve azt mutatja, hogy az alumíniumötvözet anyag felhasználása 0,15 mm-ről 0,03 mm-re csökkenti a feldolgozási hődeformációt, miközben 80%-kal javítja a méretstabilitást.
Kiváló felületminőség: Az alumíniumötvözet felületi érdessége vágás után akár Ra0,8 μm is lehet. Ez elég jó optikai minőségű felületekhez extra polírozás nélkül. Ez a tulajdonság különösen fontos az autók belsejének díszítőelemeinek, például műszerfalainak és váltókarjainak elkészítéséhez. Ezeket az alkatrészeket "egy vágott formázás" technikával lehet elkészíteni, amely tükörszerű felületet ad, és csökkenti az elkészítéshez szükséges lépések számát.
3. Az anyag stabilitásának és korrózióállóságának garanciája
Az alumíniumötvözet felületén természetesen képződő vastag Al ₂ O ∝ oxidfilm nagyon ellenáll a korróziónak, ami különösen fontos az autók zord körülmények között.
A motortér kemény hely az alumíniumötvözet alkatrészek számára. Jól bírják a 120 fok feletti hőmérsékletet és a sópermetű korróziót, és nem rozsdásodnak még több éves motortérhasználat után sem. Egy bizonyos motormárkájú alumíniumötvözetből készült olajteknő átment egy 2000 órás sópermetezési teszten, amelynek eredményeként az olajteknő ötször tovább bírta, mint egy acél.
Az alvázrendszer védelme: Az alumíniumötvözet felfüggesztési alkatrészek felületi keménysége eloxálás után elérheti a 300-400 HV-ot, kopásállósága háromszorosa. Ez azt jelenti, hogy jobban ellenállnak a kavics- és útkemikáliák hatásának. Egy bizonyos SUV-modell alvázrendszerének karbantartási ciklusa 2 évről 5 évre bővült, miután alumíniumötvözetből készült kormánycsuklókra váltottak.
A belső alkatrészek tartóssága: Az elektroforetikus festékkel való bevonást követően az alumíniumötvözet belső részek felülete 5H-nál jobban ellenáll a karcolásoknak, és hosszú ideig fényes marad. 100 000 nyitási és zárási teszt után egy bizonyos luxusmárkájú autó alumíniumötvözet ajtókilincsei nem mutattak kopást. Ez 10-szer hosszabb volt, mint a műanyag alkatrészek.
4. Új ötletek kidolgozása a CNC megmunkáláshoz és az alumíniumötvözetekhez
A CNC megmunkálási technológia digitális és intelligens jellemzői szépen együttműködnek az alumíniumötvözetek minőségével. Ez segíti az autógyártást a pontosabb és bonyolultabb szerkezetek felé.
Öt-tengelyes összekapcsolású megmunkálás: Az öt-tengelyű CNC szerszámgépek nagy pontossággal képesek bonyolult felületeket készíteni. Például motorlapátok, szívócsövek és egyéb alkatrészek. Egy bizonyos repülőgépmotor lapátjának profilpontossága most ± 0,02 mm, az áramlási csatorna felületi érdessége pedig Ra0,4 μm, ami nagymértékben növeli a motor hatásfokát.
Mikromegmunkálási képesség: A CNC-megmunkálás nagy pontossággal készíthet alumíniumötvözetből készült mikrolyukakat (átmérő legfeljebb 0,1 mm) és mikrohornyokat (szélessége 0,05 mm vagy annál kisebb). Ez hasznos olyan alkatrészek készítéséhez, mint az autóipari elektronikus hőleadó modulok és az üzemanyagcellás bipoláris lemezek. Egy új energetikai jármű akkumulátor hűtőlemeze alumíniumötvözet mikrocsatornás megmunkálással készült, ami 40%-kal növelte a hőelvezetési hatásfokot.
Integrált fröccsöntési technológia: Ilyenkor a CNC-megmunkálást és a présöntést{0}}együtt alkalmazzák alumíniumötvözet szerkezeti alkatrészek előállításához. Alumíniumötvözet présöntvény-alváz alkalmazása után egy bizonyos elektromos autó alvázhoz az alkatrészek száma 12-ről 1-re csökkent, a tömeg pedig 25%-kal csökkent. CNC megmunkálást alkalmaztak annak biztosítására is, hogy a kulcsok beszerelési furatai ± 0,05 mm-es pontossággal legyenek elhelyezve.
