Electric vehicle castings incorporates cutting-edge methods like giga casting to make complex, lightweight automotive parts. Electric vehicles are dominating the global automotive market. Según Market Watch, las ventas de coches eléctricos pasarán de 1 millón a 1,6 millones en 2023. Technology like electric vehicle castings with giga casting technique is offering a sustainable alternative to gasoline-powered cars.
Principales conclusiones:
- EV Castings process
- Proceso de fundición de vehículos eléctricos
- Materiales de fundición EV
- Nuevas aleaciones y materiales compuestos en la fundición EV
EV Castings Processes
Electric vehicle castings are a comprehensive process involving critical steps to produce high-quality, efficient parts. It offers distinct advantages and limitations for shaping different components. Let’s look into the key processes involved in EV casting, including design, material preparation, various casting methods, and post-casting procedures.
1. Diseño y creación de moldes
Electric vehicle castings incorporate the foundational step of designing and creating die casting molds. In this process, computer-aided design software is adapted to create precise and intricate designs of the required EV components. These designs are capable of withstanding the high pressures and temperatures involved in casting. They are utilized to create molds made from steel or other durable materials, after their creation.
2. Preparación del material
La fase de preparación del material es esencial para lograr resultados de alta calidad en la fundición. Esta etapa implica la selección y preparación de aleaciones metálicas, como el aluminio. El aluminio es la aleación más utilizada en la fundición de vehículos eléctricos por su ligereza y resistencia. Los fabricantes funden las aleaciones en hornos a una temperatura específica y las preparan para el proceso de fundición.
3. Métodos de fundición
EV castings components can be produced by adapting several casting methods, each with its specific advantages and applications.
I. Fundición a alta presión
II. Fundición por gravedad
III. Otras técnicas de fundición
I. Fundición a alta presión
Resumen del proceso
In the high-pressure die-casting approach, the molten metal is injected into a mold cavity under extreme pressure. This method can expertly produce EV castings components with excellent surface finish and dimensional accuracy. and this is one of our mean die casting services, if you are looking for EV castings companies in China, we will be one of your best manufacturers. We are IATF 16949 and IAS 14000 certificate die casting manufacturer.
Ventajas para los vehículos eléctricos
This process is beneficial for electric vehicles, producing large, complex casting parts in a single piece. It helps reduce the number of joints and welds required. It enhances the structural integrity of components and reduces their weight. That improves the vehicle’s efficacy and range.
Aplicaciones en vehículos eléctricos
The manufacturer of electric vehicles prefers the high-pressure die-casting process (HPDC). This method allows them to create large, single-piece castings. It is specifically used to make various electric vehicle parts, like electric vehicle battery housing components, motor housings, and structural parts.
II. Fundición por gravedad
Resumen del proceso
Manufacturers employ the gravity casting technique to pour molten metal into a mold while it is gravitationally drawn into place. It is a simpler method than high-pressure die-casting. This technique requires precise control over the pouring process to improve the quality of EV castings.
Ventajas para los vehículos eléctricos
Es beneficioso para crear piezas grandes de paredes gruesas que requieren una integridad estructural superior. Puede fabricar producciones más pequeñas o componentes especializados de forma rentable.
Aplicaciones en vehículos eléctricos
Este procedimiento se utiliza para fabricar bloques de motor, piezas de suspensión y otros elementos estructurales que requieren una gran resistencia y durabilidad.
III. Otras técnicas de fundición
Fundición en arena
Se crea un molde con una mezcla de arena para verter el metal fundido en la cavidad del fundición de aluminio en arena método. Es adecuado para fabricar componentes complejos, de gran tamaño y con detalles intrincados.
Fundición a la cera perdida
Es una estrategia de fundición eficaz que puede emplearse para producir piezas de dimensiones perfectas con mejores acabados superficiales, también llamada fundición a la cera perdida. Esta técnica incluye la creación de un molde de cera de la pieza recubierto con una cáscara de cerámica y, a continuación, la fusión de la cera para hacer un molde.
4. Enfriamiento y solidificación
Este paso incluye el enfriamiento y la solidificación del metal después de inyectarlo en el molde mientras aún está fundido. La velocidad de enfriamiento puede influir directamente en la microestructura y las propiedades mecánicas de los componentes finales. Por lo tanto, la técnica de enfriamiento controlado ayuda a conseguir la resistencia y durabilidad deseadas.
5. Desmontaje y limpieza
Tras el proceso de enfriamiento y solidificación, la pieza fundida se extrae del molde rompiéndolo con una mezcla de arena o abriéndolo en el caso del HPDC. Además, implica la fase de limpieza, en la que se eliminan los materiales residuales del molde, las rebabas o las capas de óxido.
6. Acabado e inspección
El mecanizado adicional, el pulido y la aplicación de cualquier revestimiento necesario se realizan durante el proceso de acabado e inspección. Esta fase ayuda al fabricante a crear componentes con acabados superficiales y dimensiones precisas. La fase de inspección garantiza que el producto final cumple las normas de calidad exigidas.
Ventajas de las piezas moldeadas EV
Las técnicas de fundición a presión ofrecen varias ventajas para dar forma al futuro de los vehículos eléctricos, sobre todo cuando se abordan cuestiones como el peso, el diseño y el coste. Descubramos estas ventajas:
Reducción de peso y mayor autonomía
Su principal ventaja para los vehículos eléctricos es la reducción de peso. La selección de materiales ligeros, como el aluminio en HPDC (fundición a alta presión), reduce el peso total de los vehículos. Los vehículos ligeros poseen una mayor eficiencia y una autonomía de conducción mejorada.
Flexibilidad de diseño y geometrías complejas
Electric vehicle castings can produce exceptional complex geometries and offer design flexibility, eliminating the need for traditional manufacturing methods. It helps in optimizing the parts for performance, including features like intricate cooling channels and integrated support structures.
Rentabilidad y escalabilidad
Los procesos HPDC y de fundición por gravedad son rentables y escalables. Sin embargo, los costes iniciales de creación de moldes y equipamiento pueden ser elevados. El coste por unidad disminuye significativamente al aumentar los volúmenes de producción. Esta escalabilidad ayuda a que los vehículos eléctricos sean más asequibles y accesibles a un mercado más amplio.
Integridad estructural y durabilidad mejoradas
Las piezas de fundición para vehículos eléctricos mejoran la integridad estructural y la durabilidad de los vehículos con fines de seguridad y longevidad. Este método evita que se formen tensiones internas en los componentes, lo que garantiza unas propiedades mecánicas excelentes. Esto puede ser necesario en piezas expuestas a grandes cargas y tensiones, como las suspensiones y las carcasas de las baterías.
Ventajas de la gestión térmica
La gestión térmica es otra ventaja eficaz de las piezas de fundición EV. Los componentes fabricados mediante procesos de fundición pueden incluir soluciones de refrigeración integradas. La fundición ayuda a gestionar el calor de forma más eficiente y mejora el rendimiento general y la seguridad del vehículo.
Materiales utilizados en las piezas moldeadas EV
La selección adecuada del material de fundición marca una gran diferencia en los resultados. El fabricante puede crear con éxito vehículos ligeros con mejores prestaciones eligiendo los materiales adecuados. Descubramos las opciones disponibles que pueden emplearse para la fundición de VE.
Aleaciones de aluminio
Las aleaciones de aluminio ofrecen excelentes características, como maquinabilidad, baja densidad, durabilidad, resistencia a la oxidación y buena conformabilidad. Este material es muy ligero y posee la resistencia adecuada para diversos componentes de vehículos eléctricos, al tiempo que ofrece una buena conformabilidad. Su resistencia superior a la corrosión aumenta la longevidad de las piezas de los vehículos eléctricos expuestas a condiciones ambientales.
Aleaciones específicas de aluminio
Las aleaciones de aluminio específicas como la A356, la A6061 y la 7050 poseen una gran resistencia, colabilidad y buena resistencia a la corrosión, lo que las convierte en la opción preferida para la fundición. Estas aleaciones se utilizan para cumplir los requisitos de resistencia y durabilidad de piezas como carcasas de motores, aplicaciones de alta tensión y cajas de baterías.
Aleaciones de magnesio
Las aleaciones de magnesio como la AZ81D ofrecen propiedades de ligereza y facilidad de fundición. Estos materiales son adecuados para componentes que requieren un ahorro de peso, como los bastidores de las baterías y las piezas estructurales. El avance de las tecnologías de revestimiento tiene su viabilidad, a pesar de su menor resistencia a la corrosión.
Aleaciones de zinc
El material de zinc puede utilizarse para fabricar piezas pequeñas e intrincadas que requieren una excelente estabilidad dimensional. Estas aleaciones pueden combinarse con aluminio y magnesio, lo que permite al fabricante optimizar el rendimiento de cada componente. Garantizar el equilibrio entre peso, resistencia y durabilidad en los vehículos eléctricos.
Fundición multimaterial
La fundición multimaterial consiste en combinar diferentes aleaciones en un mismo componente. Esta técnica puede mejorar las prestaciones, como la gestión térmica y la integridad estructural, y ayudar a reducir el peso. Resulta beneficiosa para crear piezas complejas que requieren distintas propiedades en varias secciones.
Aplicaciones de las piezas moldeadas EV
● Carcasas de motor
● Bandejas para pilas
● Cajas de transmisión
● Disipadores de calor
● Inversores
Carcasas de motor
Las piezas de la carcasa del motor protegen los motores eléctricos de daños externos al tiempo que garantizan una gestión térmica adecuada. En particular, el aluminio y el magnesio se utilizan para crear este componente por su ligereza, resistencia y excelentes propiedades de disipación térmica.
Bandejas para pilas
Las bandejas para baterías aseguran y sujetan las celdas de las baterías de los vehículos eléctricos y pueden fabricarse con materiales ligeros como el aluminio. Estas aleaciones reducen el peso total del vehículo y mejoran la autonomía. Además, estas bandejas están diseñadas para ser resistentes y anticorrosión, lo que garantiza la longevidad de las piezas.
Cajas de transmisión
Las cajas de transmisión de los vehículos eléctricos son los componentes encargados de transferir la potencia del motor a las ruedas. Los materiales de aluminio son una opción adecuada para crear esta aplicación. Porque tiene una gran resistencia y la capacidad de soportar las tensiones mecánicas de la transmisión de potencia.
Disipadores de calor
los componentes electrónicos de los vehículos eléctricos generan un calor excesivo que puede gestionarse utilizando disipadores térmicos. El aluminio puede satisfacer las necesidades de conductividad térmica superior de estas aplicaciones. Ayuda a mantener la temperatura óptima de funcionamiento y reduce las posibilidades de sobrecalentamiento.
Inversores
Los fabricantes emplean aplicaciones de inversores para convertir la corriente continua del vehículo en corriente alterna. Fabrican estas piezas con aluminio para que disipen eficazmente el calor y protejan los componentes electrónicos sensibles.
Retos y limitaciones de las fundiciones EV
Para hacer frente a los diversos retos, la incorporación de VE requiere continuas innovaciones en la ciencia de los materiales, la tecnología de fundición y el ensamblaje. Descubra algunos de los enormes retos y limitaciones de los VE.
● Propiedades de los materiales
● Porosidad y defectos de fundición
● Unión y montaje
Propiedades de los materiales
Las propiedades de los materiales desempeñan un papel fundamental en los resultados. Presentan características inherentes y no siempre proporcionan la resistencia y durabilidad necesarias para determinadas aplicaciones. La selección del material para la fundición EV debe equilibrar la reducción de peso con el rendimiento mecánico, lo que puede resultar un compromiso complicado.
Porosidad y defectos de fundición
La porosidad y los numerosos defectos de fundición son preocupaciones cruciales en la fabricación de fundición a presión. La porosidad o la presencia de diminutas bolsas de aire pueden producirse durante el proceso de fundición del metal.
Este defecto puede debilitar la integridad estructural de los componentes y surgir de diversos factores. Por ejemplo, una mala gestión de la técnica de fundición, un diseño inadecuado del molde o la contaminación. Este reto exige un control riguroso del proceso y métodos avanzados de inspección de la calidad.
Unión y montaje
La unión y el ensamblaje indican otro reto crucial de los componentes de fundición en los vehículos eléctricos. Los métodos tradicionales de soldadura y fijación son los preferidos para materiales ligeros como el aluminio y el magnesio.
Las diferencias de dilatación térmica y las necesidades de alineación precisa pueden causar complicaciones en el proceso de montaje. Para eliminar este reto, es necesario recurrir a la soldadura por fricción o a la unión adhesiva. Eso puede garantizar la capacidad de resistencia y la fiabilidad de las piezas de fundición.
El futuro de la fundición EV
La integración de tecnologías punteras y aleaciones adecuadas impulsará la evolución de las piezas de fundición para vehículos eléctricos. Sin embargo, su futuro encierra un inmenso potencial de nuevos avances y adelantos:
● Fabricación aditiva de moldes de fundición
● Simulación y modelización
● Nuevas aleaciones y compuestos
Fabricación aditiva de moldes de fundición
La industria de los componentes para vehículos eléctricos se está revolucionando gracias a la fabricación aditiva o impresión 3D. Esta tecnología reduce los plazos de entrega y los costes, y ofrece la creación rápida de prototipos y la personalización de diseños complejos.
Además, esta fabricación mejora la eficacia general y la calidad de las piezas al permitir geometrías de molde más intrincadas y precisas.
Nuevas aleaciones y materiales compuestos en la fundición EV
Aleaciones de aluminio
- A380
- 6061
Propiedades de las aleaciones de aluminio para fundición a presión EV
- Densidad: Aproximadamente 2,7 g/cm³
- Punto de fusión: 660°C (1220°F)
- Módulo de Young: 69 GPa (10.000 ksi)
- Resistencia a la tracción: 90-690 MPa (13-100 ksi)
- Límite elástico: 50-600 MPa (7-87 ksi)
- Alargamiento a la rotura: 1-40%
- Conductividad térmica: 150-200 W/m-K
Aleaciones de magnesio
- AZ91D
- AM60
Propiedades de las aleaciones de magnesio para fundición a presión EV
- Densidad: Aproximadamente 1,74 g/cm³
- Punto de fusión: 650°C (1202°F)
- Módulo de Young: 45 GPa (6.500 ksi)
- Resistencia a la tracción: 150-340 MPa (22-49 ksi)
- Límite elástico: 65-230 MPa (9-33 ksi)
- Alargamiento a la rotura: 2-10%
- Conductividad térmica: 60-90 W/m-K
Aleaciones de zinc
- Zamak 3
- Zamak 5
Propiedades de las aleaciones de zinc para fundición a presión EV
- Densidad: Aproximadamente 6,6-6,7 g/cm³.
- Punto de fusión: 420°C (788°F)
- Módulo de Young: 83 GPa (12.000 ksi)
- Resistencia a la tracción: 250-400 MPa (36-58 ksi)
- Límite elástico: 150-300 MPa (22-43 ksi)
- Alargamiento a la rotura: 1-10%
- Conductividad térmica: 110-120 W/m-K
Conclusión:
Electric vehicle castings manufacturers are constantly seeking new ways to incorporate ev castings parts. Aludiecasting ofrece una amplia gama de técnicas de fundición para VE. Utilizamos aleaciones ligeras de aluminio para fabricar piezas personalizadas como carcasas de motor y bandejas de baterías.
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