Mitől különböznek az új energiájú járművek fröccsöntőformái, és hogyan hajtják előre az elektromos járművek gyártását?

Az új energetikai járművek gyors globális térhódítása a présöntőformákat a gyártás egyik legigényesebb technológiai kihívásának középpontjába helyezte. Az új energiafelhasználású járművek fröccsöntő öntőformái olyan célirányosan tervezett szerszámrendszerek, amelyek nagy, összetett, könnyű alumínium és magnézium szerkezeti elemek előállítására szolgálnak, amelyeket a hagyományos autóipari öntőformák nem képesek megbízhatóan a kívánt méretben, pontossággal vagy cikluskonzisztenciával szállítani. Az akkumulátorházaktól és a motorházaktól a gigaöntéssel előállított integrált szerkezeti keretekig ezek a formák meghatározzák a modern elektromos járműgyártás minőségi mennyezetét és gyártási gazdaságosságát.

Ez az útmutató megvizsgálja, hogy mi különbözteti meg a NEV fröccsöntő formákat a hagyományos autóipari szerszámoktól, az általuk gyártott specifikus alkatrészeket, a tervezésükre irányadó anyagokat és mérnöki elveket, azokat a kihívásokat, amelyek műszakilag igényessé teszik őket, valamint a fejlődésüket meghatározó trendeket, miközben az elektromos járművek gyártási mennyisége világszerte folyamatosan növekszik.

Miért kell az új energiájú járművek egyedi fröccsöntőformákra vonatkozó követelményeket teljesíteni?

A belső égésű motoros járművek és az új energiahordozó járművek számos szerkezeti gyártási módszert alkalmaznak, de az elektromos hajtásláncok, az akkumulátorrendszerek és a könnyű platformarchitektúrák sajátos követelményei a présöntőformákat a hagyományos autóipari szerszámoknál lényegesen igényesebb területekre tolják.

Az alapvető különbség az alkatrészek bonyolultságában és méretében kezdődik. A NEV szerkezeti elemei jellemzően nagyobbak, vékonyabb falúak és geometriailag összetettebbek, mint az egyenértékű ICE alkatrészek. Egy közepes méretű elektromos szedán akkumulátortálcája több mint egy méter hosszúságú lehet, falvastagsága 2,5-4 milliméter a rendkívül összetett belső geometrián keresztül, amely hűtőcsatornákat, rögzítőhüvelyeket és integrált merevítő bordákat tartalmaz. Ennek az alkatrésznek a présöntőformában történő folyamatos előállításához olyan mérnöki pontosságra van szükség, amely meghaladja a legtöbb hagyományos autóipari öntési alkalmazást.

A súlycsökkentés egy másik mozgatórugó. Mivel az akkumulátor tömege már 300-600 kilogrammal növeli az NEV-t egy egyenértékű ICE járműhöz képest, a jármű szerkezetében megtakarított minden kilogramm közvetlenül megnöveli a hatótávolságot. Az alumínium présöntvény lehetővé teszi, hogy a szerkezeti elemek 30-50%-kal könnyebbek legyenek, mint a megfelelő acél sajtolások , így a NEV szerkezeti részek domináns gyártási módszere. Ez a súlynyomás a vékonyabb falak és az összetettebb geometriák felé tolja a formatervezőket, amelyek rendkívül precíz formatervezést igényelnek a következetes, hibák nélküli kitöltéshez.

A Thermal Management Integration Challenge

Sok NEV szerkezeti alkatrész integrálja a hőkezelési funkciókat közvetlenül az öntvényszerkezetébe. Az akkumulátortálcák gyakran tartalmaznak beöntött hűtőfolyadék-csatornákat, amelyek folyadékot keringetnek, hogy szabályozzák az akkumulátor hőmérsékletét töltés és működés közben. A motorházak hűtőköpenyekkel vannak ellátva. Ezek az integrált termikus jellemzők rendkívül precíz magrendszerrel rendelkező formákat igényelnek, amelyek képesek megőrizni a méretpontosságot több millió öntési cikluson keresztül anélkül, hogy a mag elmozdulna, deformálódna vagy erodálna olyan módon, amely veszélyeztetné a hűtőfolyadék járatainak tömítését.

Az akkumulátortálcában lévő hűtőfolyadék-csatorna meghibásodása sokkal súlyosabb következménye, mint egy dekoratív autóalkatrész kozmetikai öntési hibája. A hűtőfolyadék akkumulátorcsomagba való szivárgása katasztrofális biztonsági kockázatot jelent, ami azt jelenti, hogy ezekre az integrált hőelemekre vonatkozó tűréskövetelmények és minőségi szabványok lényegesen szigorúbbak, mint a legtöbb hagyományos járműöntvény esetében.

A fröccsöntőformák által gyártott fő NEV-alkatrészek

Új energetikai járművek fröccsöntő formák szerkezeti, hajtáslánc- és hőkezelési alkatrészek széles skáláját gyártják. A gyártott konkrét alkatrészek és funkcionális követelményeik megértése biztosítja a kontextust annak megértéséhez, hogy miért olyan jelentősek a formatervezési kihívások.

Akkumulátor házak és tálcák

Az akkumulátorház vitathatatlanul a legkritikusabb és legigényesebb NEV fröccsöntési alkalmazás. Szerkezeti merevséget kell biztosítania, hogy megvédje a cellákat az ütésektől és a deformációtól, pontos hűtőfolyadék-csatorna geometriát kell beépítenie a hőkezelés érdekében, meg kell tartania a méretpontosságot az összes cella rögzítési és tömítőfelületén, és mindezt egy olyan alkatrészben kell elérnie, amely 15-40 kilogramm tömegű, és a leghosszabb méretében egy méternél nagyobb.

Az akkumulátortálcás formák a gyártás legnagyobb és legösszetettebb fröccsöntő szerszámai közé tartoznak. 3500-6000 tonna szorítóerővel rendelkező présöntőgépeken működnek, és rendkívül kifinomult csúszó- és kapurendszereket igényelnek, hogy biztosítsák az összetett belső geometriák teljes, egyenletes kitöltését a vékony falak kitöltéséhez szükséges nagy injektálási sebesség mellett, mielőtt az alumínium megszilárdul.

Elektromos motorházak

A NEV-k elektromos motorházai jellemzően hengeres vagy közel hengeres alumíniumöntvények, amelyeknek pontos furatgeometriát kell biztosítaniuk a csapágyszereléshez, vízköpenyt kell beépíteniük a motor hűtéséhez, és szoros tűréseket kell tartaniuk minden olyan illeszkedő felületen, ahol a motort sebességváltóval és inverterrel szerelik össze. A motorház furatainak körkörösségi és hengerességi tűrése kritikus fontosságú a csapágy élettartama és a motor teljesítménye szempontjából, ezért olyan formatervezésre van szükség, amely kivételes pontossággal szabályozza a hőtorzulást az öntés közben és után.

Inverter és teljesítményelektronika házak

Az inverterházak védik és hűtik a teljesítményelektronikát, amely az egyenáramú akkumulátor energiáját AC motorárammá alakítja. Ezek az alkatrészek kiváló elektromágneses árnyékolási tulajdonságokat, precíz méretszabályozást igényelnek az elektronikus alkatrészek felszereléséhez, valamint integrált hűtőborda-szerkezeteket vagy hűtőfolyadék-járatokat igényelnek a teljesítményelektronika által nagy áramerősség mellett termelt jelentős hő kezeléséhez. Az inverterházak présöntőformáinak nagyon vékony, méretstabil falakat kell előállítaniuk, összetett belső jellemzőkkel és sima belső felületekkel, amelyek nem tartják meg a hőt.

Integrált szerkezeti elemek Gigacasting segítségével

A NEV fröccsöntés legátalakítóbb fejlesztése a gigacasting, vagyis a nagyon nagyméretű integrált szerkezeti elemek gyártása, amelyek helyettesítik a korábban több tucat összehegesztett egyedi sajtolásból és öntvényből készült szerelvényeket. A Tesla úttörő szerepet játszott ebben a megközelítésben a hátsó alváz öntvényével, és kiterjesztette az első és hátsó integrált szerkezetekre is. Ezek az egyrészes öntvények 70-100 egyedi alkatrészből álló szerelvényeket helyettesíthetnek, az összeszerelési munka akár 40%-kal és a szerkezeti tömeg 10-20%-kal történő csökkentése az egyenértékű hegesztett szerelvényekhez képest.

A Gigacasting öntőformák a legnagyobb présöntő szerszámok, amelyeket valaha autóipari gyártáshoz építettek. 6 000-16 000 tonna szorítóerővel rendelkező gépeken működnek, és 1,5 négyzetmétert meghaladó vetületű alkatrészeket kell gyártaniuk. Ezeknek az eszközöknek a mérnöki bonyolultsága a kapuzás, légtelenítés, hűtés és kilökődés tekintetében példátlan az autóipari szerszámok történetében.

A penészanyagok és szerepük a NEV fröccsöntési teljesítményében

Az öntőforma anyagok kiválasztása az egyik legkövetkezményesebb döntés a NEV fröccsöntő szerszámok tervezésében. Az öntőforma anyagoknak ki kell bírniuk a nagynyomású alumínium fröccsöntés szélsőséges termikus és mechanikai igénybevételét, miközben meg kell őrizni a méretstabilitást és a felületi integritást a több százezer ciklust is elérő gyártási folyamatok során.

Hot Work Tool Steel: A NEV formaépítés alapja

A forró munkaszerszám-acélok a présöntő szerszámüregek és -magok szabványos anyagai. A NEV fröccsöntési alkalmazásokban legszélesebb körben használt minőségek a következők:

• H13 (1,2344): A mércének számító melegen megmunkált acél alumínium présöntéshez. A H13 kiváló kombinációja a forró keménységnek, a hőfáradásnak való ellenállásnak és a szívósságnak. Üreges betétekhez, magokhoz és csúszdákhoz használják a legtöbb NEV fröccsöntő szerszámban.
• H11 (1,2343): Nagyobb szívósság, mint a H13, valamivel alacsonyabb forró keménységgel. Előnyben részesített nagyobb szerszámrészekhez, ahol a hősokkállóság előnyt élvez a felületi keménységgel szemben.
• Prémium H13 változatok (SKD61, 8407 Supreme, Dievar): Főbb szerszámacélgyártók szabadalmaztatott acélminőségei, amelyek jobb izotrópiát, tisztaságot és hőfáradásállóságot kínálnak a szabványos H13-hoz képest. Ezeket egyre gyakrabban írják elő a nagy ciklusú NEV alkatrészekhez, ahol a meghosszabbított szerszámélettartam kritikus a gyártási gazdaságosság szempontjából.
• Martenzites acélok: Különleges, nagy igénybevételnek kitett formaelemekhez, például vékony magokhoz és csapokhoz használják, ahol a nagyon nagy szilárdság és a jó szívósság kombinációjára van szükség. Drágább, mint a H13, de hosszabb élettartamot biztosít az igényes helyeken.

Felületkezelések, amelyek meghosszabbítják a penész élettartamát

Az alumínium fröccsöntés során fellépő szélsőséges hőciklus a hőellenőrzés, az erózió és a forrasztás révén fokozatos felületromlást okoz. A formaüregekre és a magfelületekre alkalmazott felületkezelések jelentősen meghosszabbítják a szerszám élettartamát és megőrzik a felület minőségét:

• Nitridálás: Diffundálja a nitrogént az acél felületi rétegébe, kemény tokot hozva létre, amely ellenáll az eróziónak és a hőellenőrzésnek. A gáznitridálást és a plazmanitridálást egyaránt használják a NEV fröccsöntőformákhoz, a plazmanitridálás pedig pontosabb tokmélység-szabályozást tesz lehetővé.
• PVD bevonatok: A fizikai gőzleválasztásos bevonatok, mint például a TiAlN, CrN és AlCrN kemény, alacsony súrlódású felületi rétegeket biztosítanak, amelyek ellenállnak az alumínium forrasztásának és eróziójának. A PVD bevonatok különösen hatékonyak a kaputerületeken és a nagy sebességű áramlási zónákban, ahol a legsúlyosabb az erózió.
• HVOF termikus spray bevonatok: A volfrámkarbidból vagy hasonló kemény anyagokból készült, nagy sebességű oxigén-üzemanyaggal permetezett bevonatokat speciális kopásálló zónákra alkalmazzák, hogy kivételes erózióállóságot biztosítsanak azokon a területeken, ahol a hagyományos felületkezelések nem elegendőek.

Kritikus tervezési mérnöki kihívások a NEV fröccsöntőformákban

Az új energiafelhasználású járművek fröccsöntő öntőformáinak tervezése egy sor egymással összefüggő kihívás megoldását foglalja magában, amelyeket egyszerre kell megoldani a formatervezésen belül. Bármely terület meghibásodása minőségi problémákhoz, a szerszám élettartamának lerövidüléséhez vagy a gyártás hatékonyságának csökkenéséhez vezet.

Maga a forma hőkezelése

A NEV szerkezeti alkatrészeihez készült présöntőforma hőciklusa körülbelül 200-250 Celsius-fok az üreg felületén a féminjektálás során, és 180-200 Celsius-fok a hűtés során, és ez minden öntési ciklusnál megismétlődik. Több százezer cikluson keresztül ez a hőfáradás a hőellenőrzés és az üreg felületi degradációjának elsődleges oka.

A konform hűtőcsatornák, amelyeket megmunkáltak vagy adalékanyaggal úgy gyártottak, hogy egyenletes távolságban kövessék az üreg felületének kontúrját, ma már alapfelszereltség a nagy teljesítményű NEV fröccsöntőformákban. A konform hűtőcsatornák lényegesen hatékonyabb és egyenletesebb hőelszívást biztosítanak, mint a hagyományos egyenes fúrású hűtőkörök. Tanulmányok kimutatták, hogy a konform hűtés 15-30%-kal csökkentheti a ciklusidőt, és 40-60%-kal csökkenti a hőmérséklet-különbséget az üreg felületén. a hagyományos hűtéshez képest, amely közvetlenül csökkenti a hőfáradás okozta károkat és meghosszabbítja a penész élettartamát.

Az additív gyártás, különösen a szerszámacél por szelektív lézeres olvasztása lehetővé tette a hagyományos megmunkálással nem előállítható, belső csatornageometriájú, összetett, konform hűtőbetétek előállítását. Ez a technológia a nagy teljesítményű hűtés fontos tényezőjévé vált a NEV fröccsöntőformákban.

Kapu- és futórendszer tervezése

A kapurendszer szabályozza, hogy az olvadt alumínium hogyan jut be a formaüregbe, és kialakítása nagymértékben befolyásolja az alkatrészek minőségét, a porozitás szintjét, valamint a vékony, összetett szakaszok hidegzárás vagy hibás futás nélküli kitöltésének képességét. A 2,5-3,5 milliméter falvastagságú NEV szerkezeti elemek és a nagy vetített felületek rendkívüli kapuzati tervezési kihívásokat jelentenek, mivel az alumíniumnak ki kell töltenie a teljes üreget, mielőtt elkezdene megszilárdulni.

A kapu sebességét, a kapu területét és a kapu helyét egyszerre kell optimalizálni. A túl nagy kapusebesség turbulenciát hoz létre, amely levegőt és oxidfilmeket von maga után, ami porozitást okoz. A túl alacsony sebesség idő előtti megszilárduláshoz és hidegzáráshoz vezet. Az alumínium fröccsöntvények tipikus kapusebessége 30-50 méter másodpercenként , és ennek eléréséhez egy nagy, összetett alkatrészgeometrián keresztül gondos számítási folyadékdinamikai szimulációra van szükség az öntőforma tervezése során annak ellenőrzésére, hogy az áramlási front a kívánt módon viselkedik.

Vákuumos és szellőzőrendszerek

A féminjektálás során a formaüregben rekedt levegő és gáz az alumínium présöntvények porozitásának elsődleges forrása. Azoknál a NEV szerkezeti elemeknél, ahol a porozitás veszélyezteti az integrált hűtőfolyadék csatornák mechanikai integritását és nyomásállóságát, a bezárt gáz szabályozása kritikus fontosságú.

A nagy integritású NEV szerkezeti komponensek bevett gyakorlata a vákuumos présöntőrendszer, amely 50 millibar alá üríti a formaüreget a befecskendezés előtt és közben. Ezek a rendszerek precízen megmunkált vákuumcsatornákat, gyors működésű vákuumszelepeket és formatömítő rendszereket igényelnek, amelyek megőrzik a vákuum integritását az elválasztó vonalon és az összes csúszó- és magfelület körül a befecskendezési ciklus során. Az öntőforma kialakításának alkalmazkodnia kell a vákuumkör elrendezéséhez anélkül, hogy veszélyeztetné a szerkezeti integritást vagy a hűtőkör lefedettségét.

Kidobórendszer tervezése nagy, összetett alkatrészekhez

Egy nagy, vékony falú NEV szerkezeti öntvény torzulás vagy felületi sérülés nélkül történő kilökése a formából gondosan megtervezett kilökőrendszert igényel, amelynek kivetőcsapjai el vannak osztva, hogy az erőt egyenletesen fejtsék ki az alkatrész területén. A nagy, viszonylag rugalmas öntvényen fellépő egyenetlen kilökőerő helyi torzulást okoz, amely meghaladhatja a mérettűrést, vagy olyan feszültségkoncentrációkat hoz létre, amelyek csökkentik a kifáradási élettartamot üzem közben.

A gigacast alkatrészek esetében a kilökőrendszer tervezése különösen megterhelő. Az elektromos járművek hátsó alvázának öntvénye 50-70 kilogrammot nyomhat, és 1,4 méternél is nagyobb lehet. Az alkatrész egyenletes kilökése, kezelőrendszerbe való átvitele, és ennek 80-120 másodpercenként ismétlődő megtétele több százezer gyártási cikluson keresztül, kivételes pontosságú és megbízható kidobórendszer-tervezést igényel.

A NEV fröccsöntő öntőformákra vonatkozó követelmények összehasonlítása alkatrésztípusok között

A különböző NEV alkatrészek eltérő követelményeket támasztanak a présöntőformákkal szemben. A következő összehasonlítás szemlélteti, hogyan változnak a kulcsfontosságú formaspecifikációs paraméterek a fő NEV öntési alkalmazások között:

A szimuláció szerepe a NEV öntőforma fejlesztésében

A számítógépes szimuláció nélkülözhetetlenné vált a NEV fröccsöntő szerszámok fejlesztésében. A NEV szerkezeti elemeinek összetettsége, valamint a nagy présöntőszerszámok építésének és módosításának költsége rendkívül költségessé teszi a fizikai próba-hiba alapú fejlesztést. A szimuláció lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy azonosítsák és megoldják a problémákat a virtuális tartományban, mielőtt bármilyen fémet vagy acélt vágnának.

Forma kitöltési szimuláció

A formatöltés számítási folyadékdinamikai szimulációja megjósolja, hogy az olvadt alumínium hogyan fog átfolyni a csatornarendszeren és a formaüregbe vezető kapun. Azonosítja azokat a lehetséges hidegzárási helyeket, ahol két áramlási front alacsony hőmérsékleten találkozik, előrejelzi a levegő beszorulását és a porozitás kockázati zónákat, és lehetővé teszi a kapu helyzetének és a csatorna geometriájának optimalizálását a szerszám felépítése előtt. A modern töltésszimulációs szoftverek, mint például a Magmasoft, a ProCAST és az Altair Inspire Cast percek alatt modellezhetik a teljes töltési eseményt, és jó pontossággal megjósolhatják a porozitáseloszlást, ha a peremfeltételek helyesen vannak megadva.

A forma hő- és szerkezeti szimulációja

A formaszerkezet végeselemes elemzése előrejelzi a termikus gradienseket, a termikus feszültségeloszlást és a mechanikai elhajlást szorító és injektáló erők hatására. A nagyméretű NEV présöntő szerszámok esetében a formaelhajlás a nagy űrtartalmú gépek szélsőséges szorítóereje alatt elég jelentős lehet ahhoz, hogy befolyásolja az elválasztóvonal tömítését és az öntött alkatrész méretpontosságát, ha ezt nem veszik figyelembe a formatervezésben.

A ciklikus termikus terhelési modelleken alapuló hőkifáradás-szimuláció előrejelzi, hogy mely formazónák a leginkább érzékenyek a hőellenőrzésre, lehetővé téve a mérnökök számára, hogy a gyártás megkezdése előtt fokozott hűtést, javított acélminőséget vagy védőfelületi bevonatokat adjanak meg a legmagasabb kockázatú területeken. Kimutatták, hogy a szimuláció által vezérelt formatervezés 40-60%-kal csökkenti a gyártás jóváhagyása előtt szükséges fizikai próba ismétlések számát nagy bonyolultságú NEV öntési alkalmazásokban, ami jelentős idő- és költségmegtakarítást jelent.

Megszilárdulás és torzítás előrejelzése

Ahogy az öntvény megszilárdul és lehűl az öntési hőmérsékletről szobahőmérsékletre, a differenciális hőösszehúzódás hatására az alkatrész eltorzul az öntvény geometriájától. A csapágyfuratokon, tömítőfelületeken és szerelési felületeken szűk mérettűréssel rendelkező, nagyméretű NEV szerkezeti elemeknél a torzulás előrejelzése elengedhetetlen. A megszilárdulási és hűtési folyamat szimulációja lehetővé teszi a formaüreg méreteinek előzetes kompenzálását, így a végső lehűtött rész a hűtés során fellépő torzulás ellenére is megfelel a névleges méreteinek.

Minőség-ellenőrzési és vizsgálati szabványok a NEV öntött alkatrészekhez

A NEV szerkezeti elemeinek biztonsága és teljesítménykritikussága szigorú minőség-ellenőrzést igényel az öntési folyamat során és a kész alkatrészeken. A fröccsöntő forma kialakítása közvetlenül befolyásolja, hogy a minőség milyen könnyen ellenőrizhető és ellenőrizhető a gyártás során.

Folyamat közbeni felügyelet és ellenőrzés

A modern NEV fröccsöntő cellák kiterjedt folyamaton belüli felügyeleti rendszereket tartalmaznak, amelyek nyomon követik a folyamat paramétereit minden felvételnél, és jelzik a minőségi problémákra utaló eltéréseket. A legfontosabb megfigyelt paraméterek a következők:

• A befecskendezési nyomás és sebesség profilok a töltési és intenzifikációs fázisban.
• Formázási hőmérséklet több üreg felületén, hogy észlelje a hűtőkör teljesítményének változásait.
• A befecskendezés előtt elért vákuumszint vákuum-öntvényrendszereknél.
• Formanyitási erő és kilökődési erő profilok, amelyek jelezhetik az alkatrész megtapadását vagy felvillanását.
• A sörét súlya és a keksz vastagsága a fém töltet állagának mutatója.

NEV öntvények roncsolásmentes vizsgálata

A nagy értékű NEV szerkezeti öntvények roncsolásmentes vizsgálaton mennek keresztül a belső minőség ellenőrzésére anélkül, hogy az alkatrész tönkremenne. Az alkalmazott elsődleges NDT módszerek a következők:

• Röntgen és számítógépes tomográfia (CT): Felfedi a belső porozitást, zsugorodást és zárványokat. A CT-vizsgálat háromdimenziós porozitástérképeket biztosít, amelyek az elfogadási kritériumok alapján értékelhetők, és felhasználhatók az öntvényszimulációs előrejelzések validálására. Az akkumulátortálca és a motorház alkatrészei esetében általában a gyártási jóváhagyás során szükséges a mintadarabok CT-vizsgálata.
• Nyomásvizsgálat: Az akkumulátortálcákat, a motorházakat és az egyéb beépített folyadékjáratokkal rendelkező alkatrészeket levegővel vagy héliummal nyomáspróbázzák a tömítés integritásának ellenőrzése érdekében. A hélium szivárgástesztje akár 10-es szivárgást is képes kimutatni, a negatív 6 millibar/liter/s erejéig, ami az akkumulátor hűtőfolyadékáramkör-komponenseihez szükséges érzékenységi szint.
• Koordináta mérőgép (CMM) ellenőrzése: A csapágyfuratok, a tömítőfelületek és az összeállítási interfészek kritikus méretbeli jellemzőit a GD és a T tűrésekkel ellenőrzik CMM szondával vagy strukturált fényszkenneléssel.

A NEV fröccsöntő formatechnológia jövőjét alakító trendek

A NEV-ipar olyan gyorsan fejlődik, hogy a fröccsöntő öntőformák technológiáját folyamatosan új képességek felé tolják. Számos irányzat aktívan alakítja át a NEV-alkatrészek öntőformáinak megjelenését és fejlesztési módját.

A Gigacasting kiterjesztése járműplatformokon

A Tesla által a szerkezeti elemek gigacastingjának kereskedelmi validációját követően számos kínai, európai és koreai autógyártó fejleszt vagy telepít gigacasting programokat. A BYD, a Nio, a Li Auto, a Volvo és a Toyota nagyszabású szerkezeti öntési programokat jelentett be vagy valósított meg. A 6000 tonnát meghaladó szorítóerőt meghaladó présöntőgépek globális piaca az előrejelzések szerint 2028-ig évi 25%-ot meghaladó mértékben fog növekedni mivel ezek a programok a termelési mennyiségekre skálázódnak.

Ez a terjeszkedés növeli a keresletet az olyan formagyártók iránt, amelyek képesek megtervezni és gyártani a valaha gyártott legnagyobb és legbonyolultabb öntőszerszámokat, amelyeket autóipari gyártáshoz építettek, és a legfejlettebb formatechnológiai fejlesztést koncentrálja a NEV szektorban.

Az additív gyártás integrációja a formagyártásban

Az additív gyártás egyre inkább beépül a NEV fröccsöntő öntőforma-gyártásba a konform hűtőbetétek és összetett magkomponensek gyártásához. A H13 szerszámacél por szelektív lézeres olvasztása lehetővé teszi a hűtőcsatorna-geometriák elérését, amelyek hagyományos fúrással lehetetlenek, és az additív és kivonó feldolgozást kombináló hibrid gyártási megközelítések általános gyakorlattá válnak a nagy teljesítményű formabetétek NEV-alkalmazásaiban.

Digitális iker technológia az öntőforma életciklus-kezeléséhez

A vezető autógyártók és öntőformák digitális ikermodelljeit alkalmazzák, amelyek a tervezési adatokat a valós idejű gyártásfelügyeleti információkkal kombinálják, hogy előre jelezzék a karbantartási igényeket, optimalizálják a folyamatparamétereket, és nyomon kövessék a formaromlást a gyártási életciklus során. A lövésszámláló adatait, a hőfigyelést és a méretellenőrzési eredményeket integráló öntőforma digitális iker előre tudja jelezni, hogy mikor lesz szükség az üreg felújítására, mielőtt minőségi problémák lépnének fel a gyártás során, csökkentve ezzel a nem tervezett állásidőt és a hulladék keletkezését.

Új ötvözetfejlesztés a NEV öntési alkalmazásokhoz

Az ötvözetfejlesztés a formatechnológiával párhuzamosan zajlik, hogy lehetővé váljanak a hőkezelés nélküli öntvényötvözetek, amelyek elérik azokat a mechanikai tulajdonságokat, amelyek korábban öntés utáni T5 vagy T6 hőkezelést igényeltek. Ezek az ötvözetek, mint például a Tesla gigacast alkatrészeiben használt Silafont-36 alapú anyag, leegyszerűsítik a gyártási folyamatot és csökkentik az energiafelhasználást, de új követelményeket támasztanak a szerszámhőmérséklet szabályozásával szemben, hogy a formában való megszilárdulás során elérjék a kívánt mikroszerkezetet. A hőkezelés nélküli ötvözetek a formák hőkezelésének pontosságát igénylik, amely lényegesen nagyobb igényeket támaszt, mint a hagyományos ötvözetöntés , ami elősegíti a konform hűtési és valós idejű formahőmérséklet-szabályozó rendszerek továbbfejlesztését.

Ahogy a NEV-gyártási mennyiségek folytatják globális növekedési pályájukat, és a járműarchitektúrák a nagyobb szerkezeti integráció és a könnyebb súlyok irányába fejlődnek, az új energiafelhasználású járművek fröccsöntőformáiba ágyazott mérnöki képesség továbbra is alapvető különbséget tesz azon gyártók között, akik képesek elérni költség- és minőségi célokat, és azok között, akik nem. A szerszámozás nem látszik a kész járműben, de ez az alap, amelyre minden szerkezeti NEV alkatrész épül.