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Das Aluminium-Druckguss-Chassis hat die moderne Technik wiederbelebt

Das Aluminium-Druckguss-Chassis hat die moderne Technik wiederbelebt

Ein wichtiges Beispiel ist die Verwendung von Aluminiumdruckguss Fahrgestell, das eine Schlüsselrolle gespielt hat. Dieses starke, präzise und leichte Bauteil wird in der Regel von Herstellern aus vielen Branchen gewählt. Heutzutage, wo sich die industrielle Welt schnell bewegt, ist es wichtig, dass alles effizient ist, gut funktioniert und zuverlässig ist. Unternehmen aus der Fahrzeugindustrie und der Luft- und Raumfahrt sind an Lösungen interessiert, die leicht, zuverlässig und umweltfreundlich sind. 

Druckguss und sein Platz in der Fahrgestellfertigung

Beim Druckguss wird unter Druck stehendes geschmolzenes Metall in einen Formhohlraum gefüllt. Sobald das Metall abgekühlt und in der Form erstarrt ist, wird die Form der Gussform eingeprägt, und das Bauteil ist äußerst präzise und gut verarbeitet. Da Aluminium leicht und korrosionsbeständig ist, wird es am häufigsten für diese Technik verwendet.

Beim Spritzgießen wird ein Druckguss-Chassis hergestellt, indem die Form mit geschmolzenem Aluminium gefüllt wird. Das Bauteil ist robust, leicht und in seiner Qualität sehr gleichmäßig. Dies ist vor allem in der Automobilindustrie, der Robotik, der Elektronik und der Luft- und Raumfahrt wichtig, da Dinge wie Aufhängungsteile und Rahmen sowohl flexibel als auch exakt sein müssen.

Aluminium-Druckguss-Gehäuse: Die Gründe für die Wahl

Bei der Verwendung von Metallen für Konstruktionen setzt sich Aluminium in der Regel aus einer Reihe von Gründen durch. Die Gründe, warum dieses Material für Fahrgestelle, die im Aluminiumdruckgussverfahren hergestellt werden, bevorzugt wird, liegen auf der Hand:

Dieses Design des Aluminium-Druckguss-Gehäuses bedeutet, dass es nützlich, gut für die Umwelt und im Laufe der Zeit kostengünstig ist.

Was ist ein Aluminiumgehäuse? 

Ein Fahrgestell, das meist aus Aluminium besteht, ist die Basis oder der Rahmen von Geräten, Fahrzeugen und Maschinen, der deren Komponenten hält und stützt. Es ist die Hauptstütze, die allen anderen verbundenen Teilen Festigkeit, Steifigkeit und Ausrichtung verleiht.

Wichtige Punkte über Aluminium-Fahrgestelle:

Warum ist Aluminium ein gutes Material für ein Fahrgestell?

Häufige Verwendungszwecke von Aluminium-Fahrgestellen

Industrie Beispiel für einen Anwendungsfall
Automobilindustrie Fahrzeugrahmen, EV-Batteriekästen
Elektronik Laptop- und Smartphone-Gehäuse
Luft- und Raumfahrt Skelette von Drohnen und UAVs
Robotik Robotersockel und Strukturrahmen
Industriell Maschinengehäuse und -verkleidungen

Im Allgemeinen gilt ein Aluminiumgehäuse als stabil, leicht und umweltbeständig, was es zur ersten Wahl für viele Branchen macht.

Reduziert den Aufwand bei der Verdrahtung und Konstruktion im Aluminiumgehäuse

Having an aluminum chassis in vehicles, robotics, and electronics reduces the number of steps needed to make the product and its wiring. Here’s how:

1. Integrierte Entwurfskomponenten

Aluminiumgehäuse, die im Druckgussverfahren hergestellt werden, ermöglichen jetzt die Integration von Kanälen, Halterungen und Klammern in das Design. Aufgrund dieser Eigenschaften ist es möglich,:

Durch die Automatisierung des Prozesses werden Bau und Montage einfacher, schneller und kostengünstiger.

2. Leichtes Gewicht für einfachere Handhabung

Da Aluminium leichter ist, wird auch das Chassis leichter, was den Zusammenbau erleichtert. Auf diese Weise werden Arbeiter oder Roboter nicht überlastet, da der Aufbau schneller vonstatten geht:

3. Ausgezeichnete Bearbeitbarkeit

Da Aluminium flexibel ist, lässt es sich einfacher schneiden, bohren und schneiden als härtere Metalle. Das vereinfacht die Arbeit:

4. Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit

Wärme und Elektrizität bewegen sich natürlich leicht durch Aluminium. Metall verarbeitet normalerweise keine Elektrizität, aber seine Eigenschaft, Wärme abzuleiten, schützt Drähte und Elektronik vor hitzebedingten Schäden.

5. Korrosionsbeständigkeit bedeutet, dass die Verkabelung länger halten wird

Da Aluminium korrosionsbeständig ist, halten die Teile, die die Drähte und das Chassis verbinden, wahrscheinlich länger. Das bedeutet:

Wichtige Materialien für die Herstellung von Aluminiumchassis

Die Auswahl von Materialien mit der höchsten Festigkeit, Leichtigkeit und Haltbarkeit steht am Anfang der Herstellung eines Aluminiumchassis. Sie sind besonders wichtig in Bereichen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Elektronik und der Robotik, die hohe Leistungen erfordern.

Hier sind die wichtigsten Rohstoffe und ihre Rolle beim Bau eines Aluminiumchassis:

1. Die erste Form von Aluminium ist ein großer Block oder ein Knüppel

Das Verfahren beginnt mit der Herstellung von Tonerde aus Bauxit nach der Bayer-Methode. Anschließend wird durch Elektrolyse reines Aluminium gewonnen (siehe Abbildung).

2. Aluminium-Legierungen

Da reines Aluminium nicht stark genug ist, wird es mit anderen Stoffen gemischt, um Aluminiumlegierungen herzustellen. Sie sind so konzipiert, dass sie bessere mechanische Eigenschaften aufweisen, z. B. sind sie stark, zäh und korrosionsbeständig.

Elemente, die reinen Metallen häufig zugesetzt werden, werden als Legierungselemente bezeichnet.

Legierungselement Funktion
Silizium (Si) Verbessert die Fließfähigkeit und die Gießbarkeit (Verwendung im Druckguss)
Magnesium (Mg) Erhöht die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit
Kupfer (Cu) Verbessert die Festigkeit und Bearbeitbarkeit
Zink (Zn) Erhöht die Zugfestigkeit (häufig in der Luft- und Raumfahrt verwendet)
Mangan (Mn) Erhöht die Verschleißfestigkeit und Zähigkeit

Beliebte Aluminiumlegierungen für Fahrgestelle sind:

A380 eignet sich gut für den Druckguss, da es eine gute Festigkeit und einen gleichmäßigen Fluss aufweist und weniger korrosionsanfällig ist.

Stranggepresste Rohre für Fahrgestellrahmen haben manchmal den Vorteil, dass sie schweißbar und haltbar sind.

Stahl 7075 ist sehr robust und leicht; er wird häufig für die Luft- und Raumfahrt und für Hochleistungsfahrzeuge verwendet.

3. Recyceltes Aluminium

Das Recycling von Aluminiumdosen, alten Fahrzeugen und alten Gebäuden trägt dazu bei, einen großen Teil des für Chassis benötigten Rohaluminiums zu liefern.

Nutzen: Es benötigt 5% der Energie für Primäraluminium, senkt also die Kosten und ist nachhaltig.

Aluminium kann recycelt werden, ohne dass es seine wichtigen physikalischen Eigenschaften verliert, und das macht es zu einer perfekten Wahl für Konstruktionen.

4. Schmiermittel und Trennmittel (für Druckguss)

Angewandt im Aluminiumdruckguss für seine:

Sie sind in dem, was Sie sehen, nicht enthalten, aber sie tragen zum reibungslosen Ablauf der Arbeit bei.

5. Chemikalien zur Oberflächenbehandlung (fakultativ)

Als nächster Schritt kann das Aluminiumgehäuse durch Eloxieren, Pulverbeschichten oder Beschichten behandelt werden, um Eigenschaften wie:

Für diese Behandlungen werden Rohstoffe wie z. B. Säuren, Farbstoffe, Harze oder Metallsalze verwendet.

Zusammenfassung

Aluminiumchassis werden hauptsächlich aus Aluminium hergestellt:

All diese Komponenten bilden zusammen einen leichten und stabilen Rahmen für alles, vom Auto bis zum Laptop.

Die Herstellung von Aluminium-Fahrgestellen braucht Werkzeuge

1. Druckgießmaschinen werden verwendet

Sie sind äußerst wichtig für die Erstellung eines Aluminium-Druckguss Fahrgestell. Die Hydraulik in der Maschine presst das geschmolzene Aluminium unter Druck in eine Stahlform, die den Rahmen formt. Wegen seines hohen Schmelzpunkts werden die meisten Kaltkammer-Druckgussmaschinen für Aluminium hergestellt.

2. Formenbau oder Werkzeugbau

Während des Gießverfahrens werden spezielle Formen (oder Gesenke) verwendet, um das Fahrgestell zu formen. Der Stahl ist gehärtet, damit die Sharpies lange halten, und sie können Drahtkanäle oder Befestigungspunkte enthalten. Sie sorgen dafür, dass die Teile jedes Mal die gleiche Geometrie haben.

3. CNC-Maschinen

CNC-Maschinen (Computer Numerical Control) werden nach dem Gießen oder Strangpressen benötigt, um das Chassis zu schneiden, zu bohren und fertigzustellen. Mit der CNC-Bearbeitung können Sie eine hohe Präzision erreichen, was für die Herstellung der engen Schlitze und Löcher, die bei der Montage wichtig sind, von Nutzen ist.

4. Schweissausrüstung

Es gibt Konstruktionen, bei denen die Aluminiumteile durch Schweißen verbunden werden. Traditionell wird das WIG-Schweißen wegen seiner Genauigkeit und seines attraktiven Endprodukts gewählt. MIG-Schweißen ist eine bessere Wahl. Vorrichtungen, die die Teile während des Schweißens an der richtigen Stelle halten, werden als Jigs und Fixtures bezeichnet.

5. Montagewerkzeuge

Wenn das Fahrgestell fertig ist, werden andere Werkzeuge, z. B. Drehmomentschlüssel, elektrische Schraubendreher, Nietsätze und Nietpistolen, benötigt, um den Rest des Fahrzeugs zusammenzubauen. Sie unterstützen die feste Verbindung zwischen elektronischen Platinen, Befestigungselementen oder mechanischen Teilen und dem Rahmen.

6. Oberflächenbeschichtungssysteme

Die Korrosionsbeständigkeit wird durch verschiedene Oberflächenbehandlungen verbessert und das Aussehen des Metalls wird insgesamt verbessert. Regelmäßige Werkzeuge sind Eloxalbecken, Pulverbeschichtungskabinen und Sprühsysteme. Sie werden eingesetzt, um das Aluminiumgehäuse zu verstärken und ihm ein schönes Aussehen zu verleihen.

7. Instrumente der Qualitätskontrolle

Prüfgeräte kontrollieren, ob das Fahrgestell den vom Unternehmen festgelegten Anforderungen entspricht. Sie prüfen die Abmessungen mit Hilfe von Messschiebern, Mikrometern und Koordinatenmessgeräten (KMG). Röntgen- und Ultraschallprüfgeräte suchen nach Problemen in der Schweißnaht oder im Inneren des zu prüfenden Teils.

8. Materialtransportausrüstung

Der Transport von schweren oder heißen Materialien durch die Produktion erfordert Sicherheit. Für den Transport der verschiedenen Materialarten, wie Knüppel oder Metall, werden Gabelstapler, Roboterarme, Kräne und Förderbänder benötigt.

Zusammenfassung: Die wichtigsten Werkzeuge für die Herstellung von Aluminiumgehäusen

Werkzeug/Ausrüstung Zweck
Druckgießmaschine Formung von geschmolzenem Aluminium zu einem Chassis
CNC-Maschinen Präzisionsschneiden und -bohren
Werkzeuge zum Schweißen Fügeteile (falls erforderlich)
Werkzeuge für Formen und Gesenke Die exakte Formgebung beim Druckguss
Montagewerkzeuge Befestigungselemente und Hardware
Systeme zur Oberflächenbehandlung Veredelung für Schutz und Ästhetik
Instrumente für Inspektion und Qualitätskontrolle Gewährleistung von Maßhaltigkeit und struktureller Integrität
Handhabungsgeräte Sicherer Transport während der Herstellung

Sie alle zusammen sorgen dafür, dass das Aluminiumgehäuse präzise, stabil, leicht und in der Produktion einsetzbar ist. Fragen Sie uns, wenn Sie lieber ein Bild oder ein Flussdiagramm haben möchten, das den gesamten Prozess beschreibt!

Genauigkeit und Einstellbarkeit

Aufgrund der Präzision und der Detailgenauigkeit, die das Druckgussverfahren bietet, ist es für die Herstellung von Fahrgestellen sehr gut geeignet. Meistens sind bei dieser Art von Verfahren mehrere Schritte wie Schneiden, Schweißen und Montage erforderlich, was die Arbeit verlängert und die Gefahr von Fehlern erhöht. Beim Druckguss kann das Fahrgestell in einem Schritt in komplizierte Formen gebracht werden, was den Bedarf an weiteren Bearbeitungsschritten verringert.

Rippen, Vorsprünge und andere Muster können in die Formgestaltung einbezogen werden, so dass sie Teil des Endprodukts werden und sowohl sein Aussehen als auch seine Struktur verbessern. Dadurch wird die Gesamtqualität des Produkts verbessert, die Montage erleichtert und der Zeitaufwand für den Versand verringert.

Die Verwendung in verschiedenen Branchen

Da immer mehr Branchen die Vorteile erkennen, werden Aluminium-Druckgussgehäuse immer stärker nachgefragt. Die wichtigsten Branchen, die AI nutzen, sind:

1. Autoindustrie

Gewichtseinsparungen bei Autos, vor allem bei Elektro- und Hybridmodellen, sind wichtig, um den Kraftstoffverbrauch zu senken und die Batterie zu schonen. Dank des Druckgusses kann ein einziges Fahrgestell aus vielen Teilen bestehen, ohne dass es zu schwer oder zu kompliziert wird. Ein gutes Beispiel ist Tesla, das für seine Autos auf Aluminiumdruckguss in großem Maßstab umgestiegen ist, was den Arbeitsaufwand und die Kosten erheblich reduziert.

2. Unterhaltungselektronik

Da Aluminiumdruckgussgehäuse stabil sind und die Wärme gut kühlen können, werden sie häufig für die Innenrahmen von Kompaktgeräten verwendet. Die dünnen Wände und die guten Toleranzen ermöglichen es, AV-Geräte schlanker zu gestalten.

3. Luft- und Raumfahrt und Verteidigung

Vor allem in der Luft- und Raumfahrt müssen die Teile sehr genau sein, eine hohe Festigkeit aufweisen und gleichzeitig leicht sein. Ein Chassis aus Aluminiumguss eignet sich für die Herstellung von Teilen für unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs), Satellitentechnologie und Gehäuseinstrumente. Die Korrosionsbeständigkeit des Metalls und seine hervorragende Wärmeleitfähigkeit sind in großen Höhen und an Orten mit unterschiedlichen Temperaturen sehr nützlich.

4. Automatisierung und Robotik

Die Rahmen von Robotern müssen sowohl stabil als auch leicht sein, damit die Bewegungen präzise sind und sie weniger Energie verbrauchen. Die Verwendung von Druckguss für Roboterrahmen trägt zu einer geringeren Trägheit und einer einfacheren Steuerung durch das Roboterbetriebssystem (ROS) bei. Die Ingenieure können Sensoren und Kabelwege in die Druckgussprodukte einbauen, da sie beim Design frei sind.

Gute Leistung und Robustheit

Fahrwerkskomponenten müssen auf jeden Fall langlebig sein. Das Chassis muss allen Arten von Druck und Temperaturschwankungen standhalten und den äußeren Elementen trotzen, egal wie es geschützt wird. Das im Aluminiumdruckgussverfahren hergestellte Chassis ist diesen Anforderungen gewachsen.

Durch Druckguss und die besonderen Eigenschaften von Aluminium entstehen Teile, die sehr ermüdungsbeständig sind, sich mit der Zeit verändern und starken Stößen standhalten. Durch Eloxieren, Pulverbeschichten oder eine zusätzliche Oberflächenbehandlung kann das Chassis noch stärker und weniger korrosionsanfällig werden, wenn es richtig gebaut ist.

Vorteile in Bezug auf Wirtschaft und Umwelt

Die Herstellung eines Druckgussgehäuses ist effizient, was die Kosten senkt. Nach der Herstellung der Form kann jede Einheit schnell und mit wenig Abfall produziert werden. Anders als bei der maschinellen Bearbeitung oder dem Schmieden, bei denen Material abgetragen wird, wird beim Druckguss Metall nahe an der gewünschten Größe geformt, so dass nicht viel Material verschwendet wird.

Dies senkt auch die Kosten in der Produktion und trägt zu einer umweltfreundlichen Herstellung bei. Die meisten Aluminiumdruckgussteile werden aus recyceltem Aluminium hergestellt, was sowohl das Metall als auch den Prozess sehr nachhaltig macht. Für das Recycling von Aluminium wird viel weniger Energie benötigt als für die Gewinnung aus Erz, weshalb es nachhaltig ist.

Qualitätskontrolle und Konsistenz

Sie verlassen sich auf Aluminiumdruckgussgehäuse, weil sie sowohl zur Effizienz als auch zu vorhersehbaren Ergebnissen beitragen. Da der Druckguss wiederholt werden kann, sind alle fertigen Komponenten gleich. Dies ist in Branchen wie der Automobilindustrie und der Luft- und Raumfahrt sehr wichtig, da eine perfekte Passform der Komponenten erforderlich ist.

Jetzt können die Ingenieure die Risiken von Lufteinschlüssen und Schrumpfung mit diesen Werkzeugen digital überprüfen, ohne die Form erst herzustellen. Infolge der Planung sinkt die Wahrscheinlichkeit von Fehlern in der Produktion, und die Produktion wird verbessert.

Probleme und zu bedenkende Punkte

Es gibt immer noch gewisse Schwierigkeiten bei der Herstellung von robusten Druckguss-Fahrgestellen. Der Bau der ersten Form ist teuer, weshalb sich das Druckgussverfahren am besten für die Großserienproduktion eignet. Außerdem muss bei der Form berücksichtigt werden, wie sich das Metall bewegt, wie schnell das Teil abkühlt und wie stark das Material schrumpft, um Fehler beim Gießen zu vermeiden.

Trotz seines geringen Gewichts ist Aluminium nicht hart genug für Anwendungen, bei denen es stark beansprucht wird, weshalb für diese Zwecke häufig Stahl verwendet wird. In diesem Fall könnte eine Mischung von Werkstoffen, sogenannte Hybridlösungen oder einzigartige Legierungen, die Ergebnisse der Werkzeuge verbessern.

Innovationen auf diesem Gebiet: Druckgießen

Das Gießen von Fahrwerksteilen aus Aluminium wird aufgrund von Fortschritten bei den Guss- und Herstellungsverfahren immer besser. Vakuumdruckguss, Squeeze-Casting und Semi-Solid-Casting ermöglichen die Herstellung von Teilen, die weniger Fehler und bessere mechanische Eigenschaften aufweisen.

Die Integration von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen in die Qualitätskontrolle und das Design von Formen führt zu einer großen positiven Veränderung in der Fertigung. Da Elektrofahrzeuge, Drohnen und intelligente Geräte immer beliebter werden, werden starke, leichte und nachhaltige Chassis in größerer Zahl benötigt.

Schlussfolgerung

In der modernen Fertigung wird in hohem Maße auf Aluminiumdruckguss-Chassis zurückgegriffen, da es stabiler ist, weniger Gewicht hat, mehr Präzision bietet und umweltfreundlicher ist. In Fahrzeugen, Flugzeugen, in der Technik und bei Robotern verändern Verbundwerkstoffe die Art und Weise, wie Strukturkomponenten hergestellt werden. Das Druckguss-Chassis, das sowohl den aktuellen industriellen Anforderungen als auch dem Ziel des Umweltschutzes gerecht wird, wird zu einem wichtigen Motor für Fortschritt und Weiterentwicklung. Der Aluminiumdruckguss entwickelt sich weiter und wird auch in Zukunft im Mittelpunkt des modernen Maschinenbaus stehen, wenn neue Anwendungen und Materialien auftauchen.

FAQs

1. Was versteht man unter einem Aluminium-Druckgussgehäuse?

Ein Aluminium-Gehäuse für den Druckguss beginnt mit dem Einspritzen von heißem, flüssigem Aluminium in eine Stahlform, die unter Druck gehalten wird. Dank dieses Verfahrens sind die in Fahrzeugen, Elektronik und Maschinen verwendeten Geräte langlebig, leicht und präzise.

2. Warum wählen Ingenieure Aluminium anstelle von Stahl für das Fahrgestell?

Da Aluminium leicht, korrosionsbeständig und stabil ist, wird es gerne für Fahrgestelle verwendet. Solche Materialien werden verwendet, um die Kraftstoffeffizienz in Autos zu erhöhen und die Elektronik handlicher und leichter zu machen sowie die Wärme abzuleiten.

3. In welchen Branchen werden regelmäßig Aluminiumdruckgussgehäuse verwendet?

Automobile, Flugzeuge, Roboter, elektronische Produkte und große Maschinen sind alle auf Druckgussgehäuse aus Aluminium angewiesen. Sie profitieren von der Leichtigkeit, Haltbarkeit und Flexibilität der Kohlefaser.

4. Wie lange hält ein Aluminium-Druckguss-Chassis im Einsatz?

Druckgussgehäuse aus Aluminium sind sehr stabil. Aluminium, das für das Gießen legiert wird, ist sehr widerstandsfähig gegen Stöße, Korrosion und Verschleiß. Außerdem sind die im Druckgussverfahren hergestellten Teile stabil und behalten ihre ursprüngliche Form bei jeder Belastung.

5. Kann das aus Aluminium gefertigte Gehäuse recycelt werden?

Ja, es kann viele Male recycelt werden und behält trotzdem seine Qualität. Bei der Herstellung von Aluminiumgehäusen aus recycelten Materialien wird weniger Energie benötigt als bei der Herstellung aus Roherz, weshalb sie sowohl ökologisch als auch langfristig praktisch sind.

 

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