Autoteollisuus kehittyy nopeasti. Autoissa ei enää ole kyse hevosvoimista ja kiillotetusta maalauksesta. Nykyään kyse on tehokkuudesta, kestävyydestä ja älykkäästä suunnittelusta. Tässä vaiheessa autoteollisuudessa käytettävät alumiiniseokset nousevat valokeilaan.

Miksi alumiini korvaa perinteiset materiaalit

Steel oli hyvä, siitä ei ole epäilystäkään. Mutta alumiini on ahkera kuin uusi urheilija, joka on kevyempi, nopeampi ja hämmästyttävän vahva. Autonvalmistajat ovat turvautuneet kehityspaineisiin tehdäkseen ajoneuvoista kevyempiä, polttoainetaloudellisempia ja kehittäessään korkeiden päästöjen rajoja. autoteollisuudessa käytettävät alumiiniseokset saavat kaikissa näissä laatikoissa paremmat pisteet kuin latino.

Alumiinin käytön kehitys ajoneuvoissa

Ennen vanhaan alumiini oli tarkoitettu yksinomaan luksus- ja suorituskykyisiin autoihin. Nykyään voit mennä minne tahansa, ja hämmästyt, että alumiinia on kaikkialla, korin osissa, moottorilohkoissa ja niin edelleen. Autoteollisuudessa käytettävät alumiiniseokset eivät ole koskaan olleet halvempia ja monipuolisempia valmistusteollisuuden nykyaikaisten menetelmien ansiosta.

Mitä ovat alumiiniseokset?

Kerrotaan se yksinkertaisesti. Alumiiniseokset sisältävät alumiinin ja muiden alkuaineiden sekoitusta tiettyjen ominaisuuksien lisäämiseksi.

Puhdas alumiini vs alumiiniseokset

Puhdas alumiini on kevyttä, korroosionkestävää ja pehmeää. Ei sovi ajoneuvoihin, jotka ovat jatkuvassa rasituksessa, kuumuudessa ja iskuissa. Valmistajat valmistavat vahvempia, sitkeämpiä ja kestävämpiä seoksia lisäämällä muita komponentteja, kuten magnesiumia, piitä, kuparia tai sinkkiä.

Seosaineiden rooli

Huomioida elementit, kuten seostaminen, mausteina reseptissä. Magnesiumia, piitä ja sinkkiä lisättiin vastaavasti nipin napin lujuuden, valukyvyn ja kovuuden lisäämiseksi. Kaikilla yhdistelmillä on erilainen sovellus autoteollisuudessa.

Miksi autoteollisuus on riippuvainen alumiiniseoksista

Kevyt etu

Yksi nykyaikaisen autosuunnittelun tärkeimmistä tavoitteista on vähentää ajoneuvon painoa, ja alumiiniseoksia käyttämällä se on mahdollista saavuttaa, koska se on 30-50 prosenttia pienempi kuin teräs. Tällainen vähennys parantaa kiihtyvyyttä, käsiteltävyyttä, jarrutusta ja koko ajodynamiikkaa sekä lisää polttoainetaloutta.

Polttoainetehokkuus ja päästöjen vähentäminen

Pienemmät autot tarvitsevat vähemmän energiaa liikkumiseen, mikä lisää suoraan polttoainetehokkuutta ja vähentää kasvihuonekaasupäästöjä. Sähköajoneuvojen tapauksessa tällainen painonpudotus ei ainoastaan pidentäisi akun toimintasädettä vaan myös parantaisi ajoneuvon suorituskykyä ja parantaisi kestävyyttä, minkä vuoksi alumiiniseokset ovat välttämättömiä nykyaikaisissa vihreissä autoissa.

Turvallisuus ja rakenteellinen suorituskyky 

Alumiiniseokset ovat vahvempia kuin miltä ne näyttävät; ne ovat kevyitä. Ne vaimentavat ja hajottavat törmäysten vaikutuksia tehokkaasti, joten ne sopivat hyvin puristumisvyöhykkeisiin, runkoihin ja muihin rakenneosiin, joissa ne tarjoavat turvallisuutta vähentämättä autojen painoa ja suorituskykyä.

Autoteollisuudessa käytettävien alumiiniseosten luokittelu

Taotut alumiiniseokset

Muokatun alumiinin seokset halutaan tasoittaa joko valssaamalla, suulakepuristamalla tai takomalla, mikä parantaa niiden raerakennetta ja lisää niiden lujuutta. Ne soveltuvat autojen korirakenteisiin, alustakomponentteihin, runkoihin sekä muihin kantaviin rakenneosiin.

Valetut alumiiniseokset

Valetut alumiiniseokset valmistetaan sulattamalla metallia ja valamalla se muotteihin monimutkaisten muotojen hahmottamiseksi. On mahdollista saada monimutkaisia malleja ja suuria toleransseja, ja siksi valetut metalliseokset ovat ihanteellisia moottorilohkojen, sylinterinpäiden, vaihteistokoteloiden ja muiden autoteollisuuden monimutkaisten osien kannalta.

Ymmärtäminen alumiiniseos sarja

1xxx-sarja

1xxx on valmistettu lähes puhtaasta alumiinista, jolla on hyvä korroosionkestävyys ja kevyet ominaisuudet. Sen lujuus on kuitenkin alhainen, eikä sitä voida käyttää rakenteellisesti, minkä vuoksi sitä käytetään pääasiassa autoteollisuuden muissa kuin kantavissa osissa.

2xxx-sarja

Seokset 2xxx-sarjassa ovat kuparipohjaisia seoksia, jotka ovat vahvoja ja mekaanisesti erittäin suorituskykyisiä. Ne eivät kuitenkaan kestä yhtä hyvin korroosiota, ja siksi niitä käytetään valikoidusti korkean suorituskyvyn tai rakenteellisten autokomponenttien valmistuksessa.

3xxx-sarja

3xxx-sarja on alumiiniseoksia, joita on vahvistettu mangaanin käytöllä ja joiden muovattavuus on poikkeuksellinen ja lujuus keskinkertainen. Niitä käytetään pääasiassa autojen lämmönvaihtimissa, autojen koripaneeleissa ja muissa autojen osissa, joissa tarvitaan korroosionkestävyyttä ja kykyä olla helposti muokattavissa.

5xxx-sarja

5xxx-sarjan alumiiniseokset ovat magnesiumpohjaisia ja tarjoavat tehokkaan sekoituksen korroosionestoa ja kestävyyttä, joten ne soveltuvat ja ovat erittäin suosittuja autojen koripaneeleissa.

6xxx-sarja

Sarja on todella monipuolinen piin ja magnesiumin kanssa. Se muodostaa nykyään autojen alumiinin perustan.

7xxx-sarja

7xxx-sarjan alumiiniseokset ovat alumiiniseospohjaisia ja niillä on suuri lujuus sinkin suhteen, ja niitä käytetään parhaiten urheiluautojen tai autojen osina, jotka vaativat eniten rakenteellista eheyttä ja lujuutta.

Tehokkain alumiiniseokset Automotive Manufacturing

5xxx-sarjan alumiiniseokset

5xxx-sarjan seoksilla on erittäin hyvä korroosionkestävyys ja lujuus, ja niitä tulisi käyttää siellä, missä auton suuret osat, kuten ulkokuori, altistuvat kosteudelle, tiesuoloille ja muuttuville ympäristöolosuhteille.

Sovellukset autoteollisuuden paneeleissa 

Korin osissa, konepelteissä ja autojen ovissa käytetään 5xxx-sarjan seoksia, koska ne ovat kevyitä, hyvin muotoiltavia ja kestäviä ja säilyttävät pinnan laadun käsittelyssä.

6xxx-sarjan alumiiniseokset

6xxx-sarjan alumiiniseokset ovat olleet autoteollisuudessa hyödyllisimpiä, sillä ne tarjoavat erinomaisen lujuuden, korroosionkestävyyden ja valmistuksen, joten niitä käytetään laajalti ajoneuvon rakenne- ja ulko-osissa.

Lujuuden ja muovattavuuden tasapaino 

Seokset ovat täydellinen yhdistelmä lujuutta ja joustavuutta. Ne ovat lämpökäsiteltäviä ja helposti suulakepuristettavia, joten ne soveltuvat hyvin runkoihin, korirakenteisiin ja törmäyksenhallintajärjestelmiin, joissa luotettavuus ja tarkkuus ovat tärkeitä.

7xxx-sarjan alumiiniseokset

Tämä johtuu siitä, että 7xxx-sarjan alumiiniseokset ovat autoteollisuuden raskaimpia tuotteita, joiden erittäin suuri lujuus ja hyvät mekaaniset ominaisuudet ovat osaltaan vaikuttaneet niiden soveltuvuuteen sellaisten tuotteiden valmistukseen, jotka vaativat suurta huoltoa ja sovelluksia, joihin liittyy keveys ja suorituskyky.

Korkean suorituskyvyn ajoneuvot ja urheiluajoneuvot 

Näissä huippusuorituskykyisissä ja urheiluautoissa käytetään laajasti näitä seoksia, koska niissä tarvitaan mahdollisimman suurta lujuutta. Ne vahvistavat jousitusjärjestelmiä, alustan osia ja muita osia, joiden rakenteeseen kohdistuu suuria rasituksia, jotta varmistetaan paras mahdollinen käsiteltävyys, vakaus ja turvallisuus äärimmäisissä ajotilanteissa.

Valetut alumiini-piiseokset 

Alumiini-piiseokset, joihin on lisätty piitä, ovat valettuja alumiini-piiseoksia, joiden valukyky on parempi, kutistuminen vähäisempää ja kulumiskestävyys parempi. Näiden ominaisuuksien ansiosta ne soveltuvat erinomaisesti sellaisten vaativien autoteollisuuden tuotteiden valmistukseen, joiden muodot ovat tarkkoja ja joiden kestävyys pysyy vakaana.

Moottorin ja voimansiirron komponentit 

Alumiini-piiseokset ovat erittäin riippuvaisia moottorin ja voimansiirron osista, kuten moottorilohkoista, sylinteripäistä ja vaihteistokoteloista. Ne ovat tehokkaita, suorituskykyisiä ja luotettavia keveytensä sekä lämmön- ja kulutuskestävyytensä ansiosta.

Alumiiniseokset vs. teräs autoteollisuudessa

Painon vertailu

Alumiini on paljon kevyempää kuin teräs, mikä tarkoittaa, että autoihin ei tarvitse lisätä painoa ajoneuvon kokonaispainon lisäämiseksi. Kevyt on parempi kiihtyvyys, jarrutus, käsiteltävyys, polttoainetaloudellisuus ja toimintasäteen kasvattaminen erityisesti sähkö- ja hybridiautoissa.

Kustannuksiin ja valmistukseen liittyvät näkökohdat 

Alhaisemmista alkuperäisistä materiaalikustannuksista huolimatta alumiini tarjoaa pitkällä aikavälillä taloudellista tuottoa alhaisempien polttoainekustannusten, vähäisempien päästösakkojen ja hyvän kierrätettävyyden ansiosta. Ajoneuvon elinkaaren aikana alumiini voi olla kustannustehokkaampi hanke valmistajien ja kuluttajien välillä.

Suorituskyvyn kompromissit

Joissakin erittäin lujien sovellusten tapauksissa, erityisesti kun halutaan saavuttaa korkea kuormituskestävyys, teräs toimii edelleen hyvin. Kuitenkin uudet alumiiniseokset jotka tarjoavat samanlaisen lujuuden pienemmällä painolla, joten niistä tulee varsin kilpailukykyisiä autojen rakenne- ja turvakomponenteissa.

Alumiiniseosten valmistusprosessit

Casting

Sulaa metallia voidaan kaataa tarkkaan määriteltyihin muotteihin, jolloin voidaan muodostaa monimutkaisia rakenteita, joilla on jäykät muodot ja erittäin tiukat toleranssit autoteollisuuden komponenteille, minkä vuoksi valaminen on paras menetelmä. Menetelmää käytetään tavallisesti moottorilohkoissa, vaihteistokoteloissa ja rakenneosissa.

Puristaminen

Ekstruusioprosesseissa alumiinia puristettiin muottiin valetun muotin avulla, jotta voitiin valmistaa profiilin muotoisia osia pitkältä matkalta, ja niiden muoto oli tasainen. Se sopii erinomaisesti autoteollisuuden kiskojen, palkkien ja kehysten valmistukseen, kun poikkileikkauksilta vaaditaan tasalaatuisuutta, suurta lujuutta ja suurta mittatarkkuutta.

Valssaus ja leimaaminen

Alumiinin käsittely valssaamalla ja leimaamalla muuntaa alumiinilevyt ohuiksi ja muotoilluiksi komponenteiksi litteässä paneelissa. Näillä menetelmillä viimeistellään yleisesti autojen koripaneeleita, konepeltejä, ovia ja peltiheitto-osia, joiden pinta on sileä ja joiden muotoilu on tarkkaa.

Alumiiniseosten kestävyys ja kierrätys

Ympäristöhyödyt

Alumiinin kierrätys on erittäin kestävää, koska sitä voidaan kierrättää loputtomiin menettämättä sen tehoa tai laatua. Alumiinin kierrättäminen kuluttaa jopa 95 prosenttia vähemmän energiaa kuin uuden alumiinin jalostaminen, ja kasvihuonekaasupäästöt ja ympäristökasvu vähenevät huomattavasti.

Suljetun kierron kierrätys autotehtaissa 

Autoteollisuusyritykset ovat myös ottamassa käyttöön yhä tiiviimpiä kierrätyssyklejä, joissa tuotannossa käytetty alumiinijäte otetaan talteen, sulatetaan ja käytetään muissa osissa. Tämä vähentäisi jätteitä, pienentäisi materiaalikustannuksia ja helpottaisi kestävää valmistusprosessia koko ajoneuvon valmistusprosessissa.

Alumiiniseosten käytön haasteet ajoneuvoissa

Liitos- ja hitsauskysymykset

Alumiini on materiaali, jota ei voi hitsata helposti teräksen tapaan, ja tämä edellyttää huippuluokan työkalujen, kuten laser-, kitkaseos- ja rakenneliimahitsauksen, käyttöä. Nämä toiminnot edellyttävät lahjakkaita henkilöresursseja, tarkkoja koneita ja tiukkaa valvontaa autojen tuotannossa.

Korjaus- ja ylläpitokustannukset.

Alumiiniseoksista valmistetut autot vaativat yleensä erityiset korjauslaitteet ja koulutettua henkilökuntaa. Korikorjaamoiden korjaukset ovat kalliimpia ja aikaa vievämpiä kuin perinteisten teräspohjaisten ajoneuvojen rakenteiden korjaukset, ja korikorjaamot vaativat koulutusta ja laitteita. 

Tulevaisuuden suuntaukset alumiiniseokset Automotive Manufacturing

Sähköajoneuvot ja alumiinin kysyntä

Akkujen paino on sähköajoneuvoissa suuri, ja painoa kompensoidaan alumiinilla, joka vähentää ajoneuvon massaa. Kun sähköajoneuvot yleistyvät maailman väestön keskuudessa, valmistajat luottavat yhä enemmän alumiiniin parantaakseen tuotteidensa toimintasädettä, suorituskykyä ja yleistä energiatehokkuutta.

Kehittyneet lujat alumiiniseokset 

Parannetut lujat alumiiniseokset on suunniteltu niin, että niillä saavutetaan vaikuttava keveys, kestävyys ja törmäyskestävyys. Materiaalien ansiosta valmistajat voivat korvata teräsosat, mikä parantaa turvallisuutta, tehokkuutta ja suunnittelun joustavuutta nykyaikaisissa autoissa.

Päätelmä

Alumiiniseokset eivät ole enää valinnaisia materiaaleja, vaan ne ovat nyt välttämättömiä. Koska alumiiniseokset voivat tukea sähköajoneuvojen vallankumousta polttoainetehokkuuden parantamiseksi, ne määrittelevät liikkuvuuden tulevaisuutta. Nämä materiaalit tulevat teknologian kehittyessä entistä vahvemmiksi, älykkäämmiksi ja kestävämmiksi. Valtatie on sujuva ja taloudellinen ja epäilemättä alumiininen.

UKK

Miksi ei siis käytettäisi terästä alumiiniseoksen sijasta?

Syynä on, että ne vähentävät ajoneuvojen painoa, parantavat polttoainetehokkuutta ja vähentävät päästöjä.

Mikä on yleisin autoissa käytetty alumiiniseosten sarja?

6xxx-sarja, koska sen lujuus, muovattavuus ja korroosionkestävyys ovat tasapainossa.

Ovatko alumiinista valmistetut ajoneuvot turvallisia?

Kyllä, seostetut alumiiniseokset vaimentavat tehokkaasti iskuenergiaa ja ovat turvallisia ja varmoja.

Voimmeko kierrättää autoissa käytetyn alumiinin?

Ehdottomasti. Alumiini voidaan kierrättää kokonaisuudessaan säilyttäen kaikki ominaisuutensa.

Korvataanko teräs kokonaan alumiinilla autoissa?

Se ei tule olemaan täydessä laajuudessa, mutta sen asema sähköajoneuvoissa ja kevyissä rakenteissa vain kasvaa.

 

Ota yhteyttä