تشهد صناعة السيارات ثورة تصنيعية كل أربعين عامًا تقريبًا، وتقود تسلا الثورة الجديدة الحالية. من إنتاج خط تجميع فورد إلى إنتاج تويوتا الهزيل إلى الإنتاج المعياري القائم على منصة فولكس فاجن، سيكون لدى قائد كل ثورة في إنتاج السيارات ميزة واضحة في المنافسة اللاحقة في السوق. بفضل اثنين من الابتكارات التكنولوجية الهامة، 4680CTC، والصب المتكامل، تقود Tesla جولة جديدة من ثورة التصنيع في صناعة السيارات.
- 4680CTC: تم دمج حزمة البطارية في جسم السيارة ومتصلة مباشرة بالمقعد. يؤدي المستوى العالي من التكامل إلى تقليل وزن السيارة بنسبة 10%، وزيادة نطاق السير بنسبة 14%، وتقليل عدد الأجزاء بمقدار 370، وتقليل تكلفة الوحدة بنسبة 7%، وتقليل استثمار الوحدة بنسبة 8%. حاليًا، يتم إنتاج 4680CTC بكميات كبيرة في مصنع أوستن، تكساس.
- الصب المتكامل: بعد أن خفضت الأرضية الخلفية المصبوبة المدمجة من الطراز Y عدد الأجزاء من 70 إلى 1 إلى 2، استمر تطبيق التكنولوجيا في التوسع. ويمكن للحل الحالي في مصنع أوستن بولاية تكساس أن يقلل عدد أجزاء الأرضية الأمامية والخلفية من 171 إلى 2، ويقلل عدد نقاط اللحام بأكثر من 1600.
القوى الجديدة ومصنعي المعدات الأصلية التقليديين يتابعون عملية الصب المتكاملة:
قوى جديدة:
- تتعاون NIO مع شركة Wencan Co., Ltd. لاعتماد إطار فرعي خلفي مدمج مصبوب لـ ET5؛
- تتعاون شركة Xpeng Motors مع شركة Guangdong Hongtu لطرح الأجزاء الهيكلية المتكاملة لهيكل 6800T؛
- تتعاون شركة Gaohe Automobile مع مجموعة Tuopu Group لطرح المقصورة الخلفية المدمجة ذات الهيكل الخلفي الكبير للغاية، مما يقلل الوزن بنسبة 15 إلى 20٪.
تصنيع المعدات الأصلية التقليدية:
- تطلق مرسيدس بنز أحدث نتائج الأبحاث العلمية في العالم - VISION EQXX. تحسنت صلابة الجزء الخلفي من الجسم بشكل كبير، ومن المتوقع أن ينخفض الوزن بنسبة 15-20%؛
- ستستثمر شركة فولفو 10 مليارات كرونة سويدية في مصنعها السويدي لإدخال تقنيات وعمليات تصنيع جديدة، بما في ذلك عملية الصب المتكاملة.
أصبح هيكل لوح التزلج قوة دافعة مهمة للتطوير المتوسط والطويل الأجل لـ CTC والصب المتكامل. يعد هيكل لوح التزلج أحد أهم التقنيات الثورية في صناعة السيارات الحالية. وتشمل التقنيات المستخدمة جسمًا غير حامل، وشاسيه يتم التحكم فيه سلكيًا، ونظام قيادة كهربائي متكامل، ووحدات ذكية متكاملة للغاية. بالإضافة إلى ذلك، فإن تحسين كثافة طاقة الكتلة/الحجم لبطاريات الطاقة في مساحة محدودة يتوافق بشكل كبير مع حل تكامل نظام بطارية CTC؛ بعد التكامل العالي، يصبح هيكل الهيكل أكثر تعقيدًا، ويمكن أن يلبي الصب المتكامل احتياجات تحسين تكنولوجيا الهيكل بشكل أفضل.
أدى الوزن الثقيل لمركبات الطاقة الجديدة والزيادة في نطاق الإبحار إلى تطوير مركبات خفيفة الوزن. بالمقارنة مع مركبات الوقود من نفس الفئة، يبلغ وزن الطرازات الكهربائية النقية حوالي +19~32%، ويبلغ وزن الطرازات الهجينة المزودة بقابس حوالي +12~18%. من أجل تحسين كفاءة استخدام الطاقة وتوسيع نطاق الرحلة، أصبح التطوير الخفيف لمركبات الطاقة الجديدة أمرًا لا مفر منه.
سبائك الألومنيوم هي الأكثر فعالية من حيث التكلفة، كما أن الصب بالضغط العالي أكثر كفاءة. يمكن أن يؤدي استبدال الفولاذ بالألمنيوم إلى تقليل وزن الجسم باللون الأبيض بحوالي 1/3، لكن معدن الألومنيوم يتمتع بموصلية حرارية عالية، مما قد يسبب مشاكل بسهولة مثل انخفاض أداء اللحام وتلوث الأقطاب الكهربائية بطبقة الأكسيد الموجودة على السطح. سطح سبيكة يمكن أن يؤدي معامل التمدد الحراري العالي بسهولة إلى تشوه كبير للأجزاء. يتميز الصب بالضغط العالي بكفاءة عالية وسمك جدار صغير للأجزاء المعالجة. إنها تقنية معالجة فعالة مناسبة لسبائك الألومنيوم. يعتمد الصب المتكامل على الصب بالضغط العالي. الأجزاء المنتجة لا تتطلب وصلات داخلية إضافية ويتم تقليل العملية بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك، فإن معدل استخدام المواد من خردة الصب يصل إلى 90%، وهو أعلى بكثير من 60%-70% لختم ولحام الأجسام الفولاذية.
يمكن توسيع تطبيق الصب المتكامل في السيارات. نحن نؤمن أنه من خلال ضبط القوة ومعدل التمدد، سيتم تطبيق عملية الصب على المزيد من الأجزاء الهيكلية وأجزاء التغطية. يمكن تصنيع أجزاء أخرى غير الجسم، مثل المحركات وأغلفة البطاريات، باستخدام عملية الصب في المستقبل.
تنعكس العوائق الفنية أمام المسبوكات المتكاملة بشكل أساسي في أربعة جوانب:
- آلة الصب الكبيرة: النظام معقد وله متطلبات عالية من الناحية النظرية والخبرة وتكنولوجيا التصنيع. دورة "التصميم-الاختبار-التصميم" طويلة وتكلفة الوقت مرتفعة؛ التكلفة مرتفعة وتكلفة المخاطرة مرتفعة.
- صيغة المادة: يجب أن يتمتع ذوبان السبائك بخصائص ريولوجية جيدة، وانكماش خطي صغير، ونطاق درجة حرارة تصلب صغير. المفتاح هو تجنب المعالجة الحرارية.
- قالب الصب: يتطلب الصب بالقالب متطلبات أعلى من حيث درجة الحرارة، والفراغ، ونظام التشكيل، ومعلمات العملية، والمعالجة اللاحقة، وما إلى ذلك، والقالب أكثر تعقيدًا.
- طريقة المعالجة: خصائص تعبئة القالب عالية السرعة يمكن أن تؤدي بسهولة إلى فشل الصب، الأمر الذي يتطلب متطلبات عالية على جميع عناصر العملية.
Integrated die-casting can significantly improve production efficiency and reduce manufacturing costs. Take the following car body assembly as an example. Compared with traditional stamping & welding processes, integrated die-casting can significantly reduce the amount of stamping and welding used. The processing steps are reduced from 9 to 2; supporting labor is also reduced accordingly. With an annual production capacity of 450,000 vehicles Calculated in a factory, the number of workers will be reduced from 120 to 30; the number of parts will be reduced from >370 إلى 2 ~ 3، سيتم تقليل عدد نقاط الارتباط، وسيتم تخفيض التكلفة؛ سيتم تخفيض ساعات العمل من ساعتين إلى 180 ثانية، وستكون 5 آلات صب يمكنها تلبية الطاقة الإنتاجية السنوية البالغة 600 قطعة 000 قطعة.
من المتوقع أن يتجاوز حجم سوق أجسام الصب المتكاملة 20 مليار يوان في عام 2025. تم حسابه على أساس خط إنتاج الأرضية الخلفية لجسم السيارة بقدرة إنتاجية سنوية تبلغ 500,000 قطعة، وتكاليف الختم التقليدي وتبلغ تكلفة عملية اللحام وعملية الصب المتكاملة 630 مليون يوان و480 مليون يوان على التوالي. يمكن للدراجة المدمجة ذات الأرضية الخلفية المصبوبة توفير التكاليف بمقدار 300 يوان. نحن نقدر أنه من المتوقع أن يصل حجم سوق الهياكل المصبوبة المتكاملة إلى 21.5 مليار يوان في عام 2025، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 132٪ من عام 2021 إلى عام 2025.
تقود تسلا جولة جديدة من ثورة التصنيع: 4680 CTC + قالب صب متكامل
في تاريخ صناعة السيارات الذي يعود تاريخه إلى قرن من الزمان، تحدث ثورة التصنيع كل أربعين عامًا أو نحو ذلك. من إنتاج خط تجميع فورد في العقد الأول من القرن العشرين، إلى إنتاج تويوتا الهزيل "متعدد الأصناف والدفعات الصغيرة" في الخمسينيات من القرن الماضي، إلى الإنتاج المعياري والقائم على منصة فولكس فاجن في الثمانينيات، سيكون قادة كل ثورة في إنتاج السيارات في المستقبل. تحتل ميزة واضحة في المنافسة في السوق.
ثورة تصنيع تيسلا: 4680CTC+ قالب صب متكامل. يقوم حل Tesla 4680CTC (CTV) بدمج حزمة البطارية في جسم السيارة وربطها مباشرة بالمقاعد، مما يقلل بشكل كبير من عدد الأجزاء ويحسن كفاءة إنتاج التجميع. تعمل الأرضيات الأمامية والخلفية المصبوبة المدمجة لجسم الطراز Y على تخريب عملية الختم واللحام التقليدية. بالمقارنة مع عملية الختم واللحام التقليدية، يوجد 169 قطعة أقل ويتم تقليل التكلفة بشكل كبير. ووفقا للمعلومات الصادرة عن تسلا في يوم البطارية، وبالاعتماد على تقنيتين ثوريتين، يمكن للمركبة تقليل الوزن بنسبة 10%، وزيادة نطاق الإبحار بنسبة 14%، وتقليل عدد الأجزاء بمقدار 370.
4680 CTC: كانت تقنية بطاريات تسلا دائمًا معيارًا للابتكار في الصناعة
تقود تسلا اتجاه ابتكار بطاريات الطاقة. عندما تم تسليم الطراز S / حاليًا، الطراز Y المجهز بمحلول CTC المكون من 4680 خلية. في السنوات العشر الماضية، واصلت تسلا قيادة تطوير الصناعة في كل من خلايا البطاريات وحزمها.
4680 CTC: كن أول من يعلن عن خطط محددة ويقود الاتجاه الفني للصناعة
كشفت تسلا عن براءة اختراع تسمى نظام تخزين الطاقة المتكامل في يونيو 2021، والتي توضح تفاصيل تقنية تكامل نظام البطاريات الهيكلية 4680 (CTC). وفقًا للمحتوى الذي تم الكشف عنه علنًا في براءة الاختراع، يمكننا الحصول على فهم اتجاهي شامل لـ Tesla CTC: يرتبط الغطاء العلوي لحزمة البطارية مباشرة بهيكل السيارة مثل المقعد، ليصبح هيكل أرضية مقصورة الركاب؛ تمتلئ الخلايا بمواد راتنجية، وتعتقد تسلا أن ذلك يمكن أن يوفر الحماية الحرارية من ناحية، والدعم الهيكلي لنواة البطارية من ناحية أخرى؛ بالمقارنة مع حل "الوحدة الكبيرة"، يتمتع حل CTC بمزايا تقليل أجزاء الدعم، وتقليل وزن السيارة، وزيادة سعة البطارية الإجمالية.
4680 CTC: تم إطلاق الطراز Y رسميًا، ويبدأ مصنع تكساس في التسليم في الربع الأول
يمكن أن يؤدي حل CTC من Tesla إلى زيادة نطاق إبحار السيارة بنسبة 14%، وتقليل تكاليف الوحدة بنسبة 7%، وتقليل استثمار الوحدة بنسبة 8%.
في التقرير المالي لشركة Tesla للربع الرابع من عام 2021، يمكن ملاحظة أن العمال في Texas Gigafactory قاموا بتوصيل مقاعد Model Y مباشرة بحزمة بطارية 4680 CTC. سيؤدي تنفيذ CTC إلى تحسين كفاءة إنتاج التجميع النهائي بشكل كبير.
الصب المتكامل: بدءًا من Y، والاستمرار في تعزيز تقدم هياكل السيارات خفيفة الوزن
الصب المتكامل: تصميم مخصص وإنجازات مستمرة في البحث والتطوير
قامت شركة Tesla بنشر آلة صب كبيرة الحجم تبلغ سعتها 6,{1}}طن - GigaPress في جميع مصانع السيارات الأربعة الكبرى التابعة لها. حاليًا، قام مصنع شنغهاي بتجهيز خمس آلات صب كبيرة لإنتاج الأرضيات الخلفية من الطراز Y. بدأ مصنع تكساس للتو الإنتاج الضخم في مارس. على أساس الأرضية الخلفية للطراز Y، تمت إضافة قالب صب متكامل للأرضية الأمامية (العارضة الطولية الأمامية).
تصف براءة اختراع سبائك الألومنيوم المصبوبة بالتخطيط المتكامل، والتي تحمل عنوان "سبائك الألومنيوم المصبوبة للمكونات الهيكلية"، سبائك الألومنيوم القوية وذات الليونة الممتازة التي لا تتطلب المزيد من المعالجة ويمكن أن تقلل تكاليف الإنتاج بشكل كبير. .
سيتم دمج نظام امتصاص الطاقة في Tesla مع نظام الدعم. في 5 يوليو 2021، تقدمت تسلا بطلب للحصول على براءة اختراع لـ "المسبوكات المتكاملة الممتصة للطاقة". يستخدم نظام امتصاص الطاقة هذا على نطاق واسع في هياكل تصادم السيارات. يمكن دمج نظام امتصاص الطاقة مع جزء أو كل هيكل الدعم من خلال عملية صب واحدة، وبالتالي تقليل الحاجة إلى العمليات بما في ذلك اللحام النقطي، واللحام التماسي، والتثبيت، والربط، واللصق، وما إلى ذلك.
الصب المتكامل: يتم توسيع المكونات إلى الطابق الأمامي، ويتم تقليل العدد الإجمالي لمفاصل اللحام بمقدار 1،600+
يمتد صب القوالب المتكامل في Tesla إلى الطابق الأمامي. وفقًا لإعلان تسلا، أعلنت تسلا في عام 2020 عن مخطط الأرضية الخلفية المدمج المصبوب من الطراز Y، والذي يمكن أن يقلل عدد الأجزاء من 70 إلى 1 ~ 2؛ أعلن التقرير المالي للربع الأول من عام 2022 عن الصب المتكامل الذي تم إنتاجه في مصنع أوستن، تكساس. يمكن لخطة الجسم تقليل عدد أجزاء الأرضية الأمامية والخلفية من 171 إلى 2، وتقليل عدد نقاط اللحام بأكثر من 1600.
الصب المتكامل: الإنتاج الضخم في مصنع تكساس لتسريع تطبيق التكنولوجيا
يتم إنتاج آلة الصب بالقالب Giga Press التي تستخدمها Tesla بواسطة Lijin Technology، ويمكن توفير مساحة الأرضية الخاصة بها بنسبة 35% مقارنة بمعدات الإنتاج التي تستخدم عمليات الختم واللحام التقليدية. وفقًا لمعلومات التقرير المالي لشركة Tesla، يمتلك مصنع Shanghai Gigafactory خمس معدات صب كبيرة الحجم للإنتاج، كما سيتم أيضًا إنتاج صب القالب المتكامل للأرضية الأمامية لجسم الطراز Y (العارضة الطولية الأمامية) في مصنع Austin Gigafactory في تكساس. -أنتجت.
قوى صناعة السيارات الجديدة تأخذ زمام المبادرة في متابعة الصب المتكامل
تعاونت NIO وWencan في الأرضية الخلفية لجسم ET5 المدمج المصبوب. يستخدم NIO ET5 أرضية خلفية مدمجة مصبوبة. وتؤدي عملية الصب المتكاملة إلى تقليل وزن الأرضية الخلفية للهيكل بنسبة 30%، مع زيادة مساحة صندوق الأمتعة بمقدار 11 لترًا. في نوفمبر 2021، نجحت جزيرة الصب الكبيرة جدًا 6000 طن من Wencan في اختبار القالب بنجاح، وتم طرح منتج الأرضية الخلفية للسيارة المصبوب المدمج بنجاح من خط الإنتاج.
تتعاون شركة Xpeng Motors مع شركة Guangdong Hongtu لتطوير عملية الصب المتكاملة. 1. في الوقت الحاضر، دخلت Guangdong Hongtu إلى نظام الدعم لشركة Xpeng Motors، ويعمل كلا الطرفين في نفس الوقت على تطوير أجزاء الصب المتكاملة. في يناير 2022، خرجت الأجزاء الهيكلية المتكاملة لهيكل Guangdong Hongtu 6800T رسميًا من خط الإنتاج. 2. ستقوم قاعدة ووهان ببناء ورشة عمل متكاملة للصب. سيتم إطلاق المشروع رسميًا في يوليو 2021، على مساحة تبلغ حوالي 1500 فدان، وبطاقة إنتاجية مخططة تبلغ 100000 مركبة. سيتم تقديم أكثر من مجموعة واحدة من جزر الصب الكبيرة جدًا وخطوط الإنتاج الآلية.
في فبراير 2022، تم طرح المقصورة الخلفية للهيكل المصبوب الكبير للغاية لسيارة Gaohe Automobile وTuopu. الأجزاء الهيكلية الكبيرة جدًا التي تنتجها آلة الصب بالقالب 7200T يبلغ طولها حوالي 1700 مم وعرضها 1500 مم على التوالي، مما يؤدي إلى تقليل الوزن بنسبة 15 إلى 20% وتقصير دورة التطوير بأكملها بنسبة 1/3. فيما يتعلق بالمواد، يمكن لمادة سبائك الألومنيوم عالية القوة والصلبة والخالية من الحرارة التي تقدمها شركة TechCast أن تتجنب مشكلات مثل تشوه الأبعاد والعيوب السطحية للأجزاء الناجمة عن المعالجة الحرارية. إن سيولتها أعلى بنسبة تزيد عن 15% من المواد من نفس المستوى، كما أن مرونتها أعلى بنسبة تزيد عن 30%، مما يضمن وصول تصادم السيارة والأداء الآخر إلى بُعد أعلى.
تتابع شركات تصنيع المعدات الأصلية التقليدية الدولية عملية الصب المتكاملة
تطلق مرسيدس-بنز نتائج صب القوالب المتكاملة، مما يؤدي إلى تحسين الأداء بشكل ملحوظ. أطلقت مرسيدس-بنز أحدث إنجازاتها البحثية العلمية - VISION EQXX - في العالم. أكبر ابتكار هو تطبيق المكونات الهيكلية الهندسية الإلكترونية على الجزء الخلفي من الجسم وأعلى البرج الأمامي. يتكون الجزء الخلفي بالكامل من الجسم من صب سبائك الألومنيوم المستقلة والكاملة. بالمقارنة مع العمليات التقليدية، تم تحسين صلابة الجزء الخلفي من الجسم بشكل كبير، ومن المتوقع أن يخفض الوزن بنسبة 15-20%.
ستقدم فولفو صبًا مدمجًا. ستستثمر شركة فولفو 10 مليارات كرونة سويدية في مصنعها السويدي، حيث ستقدم بعض التقنيات وعمليات التصنيع الجديدة والأكثر استدامة، بما في ذلك عملية الصب المتكاملة.
أصبح هيكل لوح التزلج قوة دافعة مهمة للتطوير المتوسط والطويل الأجل لـ CTC والصب المتكامل
يعد هيكل لوح التزلج أحد أهم التقنيات الثورية في صناعة السيارات الحالية. أكبر ميزة لها هي فصل الجزء العلوي والسفلي من الجسم، وبالتالي تقصير دورة تطوير السيارة بشكل كبير. لذلك، يجب أن يكون لوح التزلج مجهزًا بهيكل جسم غير قابل للحمل وهيكل يتم التحكم فيه بواسطة الأسلاك؛ ومن أجل تسهيل التحميل، لا يمكن للهيكل أن يشغل مساحة رأسية كبيرة جدًا، وأصبحت أنظمة القيادة الكهربائية المتكاملة مثل "ثلاثة في واحد" ضرورية؛ تحتاج الوحدات الذكية المتكاملة للغاية إلى أن تكون مركزية، وهي تعتمد على المنطقة الاقتصادية الأوروبية وتحقق فصل البرامج والأجهزة؛ إنه يحسن كثافة طاقة الكتلة/الحجم لبطاريات الطاقة في مساحة محدودة، وهو ما يتوافق بشكل كبير مع حل تكامل نظام بطارية CTC؛ بعد التكامل العالي، يصبح هيكل الهيكل أكثر تعقيدًا، ويمكن أن يكون الصب المتكامل أكثر تلبي احتياجات تحسين تكنولوجيا الهيكل بشكل أفضل.
في السنوات الأخيرة، أطلق العديد من الشركات المصنعة المحلية والأجنبية على التوالي هيكل لوح التزلج المطور ذاتيًا، وأصبحت التكنولوجيا ناضجة تدريجيًا.
يؤدي تحسين عمر البطارية لمركبات الطاقة الجديدة إلى تطوير هياكل المركبات خفيفة الوزن
تستمر مبيعات سيارات الركاب العاملة بالطاقة الجديدة في النمو بمعدل مرتفع، ومن المتوقع أن تتجاوز 5.4 مليون وحدة في عام 2022. ومن عام 2018 إلى عام 2021، بلغ حجم مبيعات سيارات الركاب العاملة بالطاقة الجديدة: 1.05، و1.06، و1.20، و3.32 مليون وحدة على التوالى؛ ويبلغ معدل انتشار سيارات الركاب العاملة بالطاقة الجديدة في عام 2021 15.5%. وفي مارس 2022، وصل معدل انتشار سيارات الركاب العاملة بالطاقة الجديدة إلى 24.7%، ليصل إلى مستوى مرتفع جديد. نعتقد أن مبيعات سيارات الركاب العاملة بالطاقة الجديدة ستتجاوز 5.4 مليون وحدة في عام 2022.
يزداد وزن الأنظمة الكهربائية الثلاثة لمركبات الطاقة الجديدة بشكل ملحوظ. بالمقارنة مع مركبات الوقود، تحتوي مركبات الطاقة الجديدة على محركات وأنظمة نقل أقل، ولكن لأن كثافة طاقة البطارية (حوالي 0.1-0.3KWH/KG) أقل من كثافة الوقود (أعلى من 12KWH/KG) ) ، يزداد وزن النظام الكهربائي الثلاثي بشكل ملحوظ. لقد اخترنا إصدارات طاقة مختلفة من عدة موديلات تحت العديد من العلامات التجارية لمقارنة وحساب الوزن الفارغ. وبالمقارنة مع نسخة الوقود، زاد وزن النسخة الكهربائية النقية بحوالي 19% إلى 32%، كما زاد وزن النسخة الهجينة بحوالي 12% إلى 18%.
أدى الطلب على تحسين نطاق الإبحار إلى تطوير مركبات خفيفة الوزن. بالمقارنة مع مركبات الوقود التقليدية، تعتبر مركبات الطاقة الجديدة أثقل، مما يؤثر بشكل خطير على مدى رحلتها.
يمكن أن يؤدي الوزن الخفيف للسيارات إلى تحسين أداء مركبات الطاقة الجديدة بشكل كبير، خاصة فيما يتعلق بحماية البيئة، والمرافق، والطاقة، والسلامة، والكبح.
تعتبر سبائك الألومنيوم حاليًا المادة خفيفة الوزن الأكثر فعالية من حيث التكلفة لهياكل السيارات
يتم تحقيق وزن السيارات بشكل أساسي من خلال استخدام مواد خفيفة الوزن. تشمل الطرق الرئيسية لتقليل وزن السيارة التصميم الهيكلي الأمثل، وتطبيق المواد خفيفة الوزن، وتكنولوجيا المعالجة والتصنيع خفيفة الوزن. ومن بينها، تتمثل إجراءات تخفيف الوزن الرئيسية الحالية في السيارات بشكل أساسي في استخدام مواد خفيفة الوزن.
من بين مختلف المواد خفيفة الوزن، تتمتع سبائك الألومنيوم بأعلى أداء من حيث التكلفة. بالمقارنة مع السبائك المعدنية المختلفة والمواد المركبة، تتمتع سبائك الألومنيوم بمزايا شاملة واضحة في الأداء والكثافة والسعر، وهي المادة خفيفة الوزن الأكثر فعالية من حيث التكلفة.
تكنولوجيا الاتصال وأداء المكونات الهيكلية وحجمها تحد من استخدام مواد سبائك الألومنيوم في السيارات
تعتبر عملية تصنيع هيكل سبائك الألومنيوم أكثر تعقيدًا بكثير من عملية تصنيع الهيكل الفولاذي. إذا تم استخدام سبائك الألومنيوم بدلاً من الفولاذ، فيمكن عادةً تقليل وزن الجسم باللون الأبيض بحوالي 1/3. خذ أودي A8 كمثال. نظرًا لهيكلها المصنوع بالكامل من الألومنيوم، يبلغ وزن الجسم باللون الأبيض 215 كجم فقط. ومع ذلك، فإن الموصلية الحرارية العالية لمعدن الألومنيوم يمكن أن تسبب مشاكل بسهولة مثل انخفاض أداء اللحام وتلوث الأقطاب الكهربائية بطبقة الأكسيد الموجودة على سطح السبائك. علاوة على ذلك، فإن معامل التمدد الحراري العالي للألمنيوم يمكن أن يؤدي بسهولة إلى تشوه كبير للأجزاء. مع أخذ أودي A8 كمثال، فإن تصنيع هيكلها يتطلب 14 نوعًا من عمليات الاتصال بما في ذلك لحام MIG، واللحام بالليزر عن بعد، وما إلى ذلك. إن تعقيد العملية أعلى بكثير من تعقيد الهيكل الفولاذي باللون الأبيض، والذي يتكون بشكل أساسي من اللحام بالمقاومة .
تتمتع الأجزاء الهيكلية لجسم السيارة بمتطلبات أداء عالية كما أن نفاذية مواد سبائك الألومنيوم محدودة. عادةً ما تكون الأجزاء الهيكلية للجسم كبيرة الحجم ومعقدة البنية، وعادة ما يكون سمك الجدار 2-3 ملم فقط. يجب أن تتمتع باستطالة عالية وقوة عالية لتلبية متطلبات أداء السلامة (اختبار التصادم) ومتطلبات توصيل الأجزاء. ومع التقدم الكبير في التقنيات الرئيسية مثل العمليات/المواد/المعدات، من المتوقع أن يستمر معدل اختراق الأجزاء الهيكلية المصنوعة من سبائك الألومنيوم في الزيادة.
تستمر تكنولوجيا الصب في التقدم والابتكار
نشأت عملية الصب بالقالب في عام 1885 وتم استخدامها لأول مرة في صناعة السيارات في عام 1904 في شكل محامل قضبان التوصيل المصبوبة. شهدت آلات الصب بالقالب اختراقات تكنولوجية مثل الصب بالهواء المضغوط، والصب بالغرفة الباردة، والصب بالقالب المزدوج. حاليًا، تطورت معدات الصب بالقالب إلى جزيرة الصب بالقالب مع آلة / قالب الصب باعتبارها القلب وتساعدها المعدات الطرفية الأخرى.
يعتبر الصب بالقالب عالي الضغط تقنية معالجة فعالة مناسبة لمواد سبائك الألومنيوم
يعتبر الصب بالقالب عالي الضغط تقنية معالجة فعالة مناسبة لمواد سبائك الألومنيوم. يتم تقسيم الصب بالضغط بشكل أساسي إلى الصب بالضغط العالي، والصب بالضغط المنخفض، والصب بالضغط التفاضلي، وما إلى ذلك. من بينها، يتم استخدام الصب بالضغط المنخفض والصب بالضغط التفاضلي في الغالب في مناطق المحرك والهيكل، في حين أن الصب بالضغط العالي يتم استخدامه بشكل متزايد يستخدم في هياكل السيارات بسبب كفاءته العالية وسمك جدار الأجزاء الصغيرة المعالجة، وهو اتجاه مهم في المستقبل.
ينقسم صب القالب إلى صب القالب بالغرفة الباردة وصب القالب بالغرفة الساخنة: يستخدم صب القالب بالغرفة الباردة بشكل أساسي في تصنيع الأجزاء الكبيرة، مثل قطع غيار السيارات، ومكونات تبريد محطة قاعدة الاتصالات، وما إلى ذلك؛ يتم استخدام الصب بالقالب بالغرفة الساخنة على نطاق واسع في إنتاج الأجهزة الإلكترونية الصغيرة أو منتجات 3C، مثل موصل USB وحقيبة الكمبيوتر المحمول وما إلى ذلك.