Moottoripyörien valmistusprosessi on parantunut viime aikoina, erityisesti kevyempien ja vahvempien osien valmistuksessa. Yksi tärkeimmistä tavoista valmistaa osia tällä alalla on painevalu, mikä tarkoittaa, että metallia voidaan muovata niin, että saadaan vahvoja ja tarkkoja kappaleita, joita käytetään nykypäivän moottoripyörissä. Näistä esimerkiksi moottoripyörän moottorin osat, pyörän rungot ja korin osat, jotka on valmistettu alumiinivalulla, ovat suosittuja, koska ne ovat tukevia, hyvin tehtyjä ja kestävät paljon kuumuutta.
Tässä artikkelissa käydään läpi, miten painevalua käytetään moottoripyörän osien valmistukseen, ja käsitellään muun muassa oikeaa lämpötilaa, tarvittavan paineen määrää, materiaalien nopeaa lämpenemistä ja jäähtymistä sekä sen tarkistamista, että osat sopivat oikein ja näyttävät siltä, miltä niiden pitäisi näyttää.
Die Casting Technology -tekniikan ymmärtäminen
Nimensä painevalu on saanut siitä, että metalli työnnetään muottiin nopeasti ja suuren paineen alaisena. Tällä menetelmällä voidaan valmistaa pieniä ja yksityiskohtaisia osia, jotka sopivat hyvin toisiinsa ja joita ei tarvitse työstää paljon, jotta niiden muoto saadaan oikeaksi.
Teollisuudessa käytetään useimmiten kahta erilaista painevalumenetelmää.
- Kuumakammion painevalu
- Kylmäkammion painevalu
Kylmäkammion korkeapainevalua käytetään usein moottoripyörän moottorin osien valmistukseen, koska niiden valmistuksessa käytettävät materiaalit on sulatettava melko korkeassa lämpötilassa.
Miksi moottoripyörävalmistajat valitsevat painevalun?
Moottoripyörävalmistajat käyttävät usein painevalua, koska sillä valmistetaan osia, jotka ovat vahvoja ja kestävät kovaa käyttöä, ja lisäksi osat voidaan valmistaa nopeammin ja edullisemmin.
Muottiinvalu on tärkeää, koska sen avulla voidaan valmistaa osia moottoripyöriin, joiden on oltava melko kovia ja raskaita.
- Korkea lujuus-painosuhde
- Erinomainen pintakäsittely
- Lämmönjohtavuus lämpöherkille osille
- Tiukka mittatarkkuus
Koska alumiinin painevalu on kestävää ja korroosionkestävyydeltään erinomaista, siitä valmistetaan kytkinkoteloita, kampikammioita, sylinterinpäitä ja vaihteiston suojuksia.
Moottoripyörien painevaletut osat
A. Moottorin osat
- Sylinterin pää
- Kampikammio
- Öljypumppukotelot
- Vaihteiston kannet
Kun moottoripyörä on käynnissä, monet osat kuumenevat korkeisiin lämpötiloihin ja moottorin sisällä on suuri paine. Siksi ne valmistetaan yleensä laittamalla metallia muottiin ja painamalla sitä voimakkaasti, jotta metalli pysyy kiinteänä eikä siinä ole paljon ilmareikiä.
B. Rakenteelliset osat
- Ohjaustangon kiinnikkeet
- Jalkatuen kiinnikkeet
- Pyörän navat
Niiden on oltava millimetrin kymmenesosan tarkkoja, ja niiden lujuuden on oltava sama kuin kaikkien muidenkin rakenteen osien.
C. Esteettiset ja tukevat osat
- Peilien kotelot
- Ilmaisimen kiinnikkeet
- Rekisterikilven pidikkeet
Vaikka näiden osien ei tarvitse kantaa kuormaa, ne voidaan valmistaa erinomaisen pinnan omaaviksi, jolloin lisäkäsittelyn tarve on epätodennäköisempi.
Materiaalit ja lämpöominaisuudet
Useimmissa moottoripyörien painevaluissa käytetään alumiiniseoksia (A380, ADC12 tai LM6).
A380-alumiiniseoksen tärkeimmät ominaisuudet:
| Kiinteistö | Arvo |
| Sulamispiste | 555-595°C |
| Lämmönjohtavuus | 96-105 W/m-K |
| Tiheys | 2,7 g/cm³ |
| Vetolujuus | 310 MPa |
| Myötölujuus | 140 MPa |
| Käyttölämpötila | Jopa 300°C |
Lämmönjohtavuutensa ansiosta lämpö voi haihtua vapaasti moottoripyörien moottorin osissa, pääasiassa ilmajäähdytteisissä moottoreissa.
Yksityiskohtainen: Moottoripyörien painevaletut osat
Muottiinvalu on nykyään tärkeä osa moottoripyörien valmistusta, koska sen avulla voidaan valmistaa nopeasti vahvoja ja tarkkoja osia, jotka ovat kevyitä. Prosessi toimii hyvin alumiinin kaltaisille metalleille, sillä nämä materiaalit soveltuvat hyvin rakenteisiin ja koneisiin, koska ne ovat vahvoja mutta kevyitä, ja ne myös luovuttavat vähemmän lämpöä hitsattaessa.
Alla on lueteltu joitakin moottoripyörissä yleisimmin käytettyjä painevaluosia, niiden tehtävät, materiaalit, joista ne yleensä valmistetaan, voiman tarve ja muotit, jotka soveltuvat parhaiten niiden valmistukseen.
1. Moottorin kampikammio
Toiminto:
Kampikammiossa on kampiakseli, vaihteisto ja joskus myös moottorin öljyn säilytyspaikka. Se on yksi vaikeimmista osista, koska se voi kuumentua todella kuumaksi ja aiheuttaa moottoripyörän moottorissa suuria rasituksia.
Materiaali:
- Alumiiniseos (A380 tai ADC12)
- Lämmönjohtavuus: ~96-105 W/m-K
- Sulamispiste: ~610°C
- Käyttölämpötila: 80-120°C
Valuvaatimukset:
- 2,5-3 mm:n paksuus mahdollistaa kevyempien materiaalien käytön.
- Moottorin sisäiset kanavat, jotka auttavat siirtämään öljyä ja pitämään osat viileinä.
- Vaatii korkealla paineella toimivien puristimien käyttöä sekä tyhjiökoneen käyttöä, jotta metalli ei olisi reikäistä.
Mittatoleranssi:
- ±0,05 mm laakerin ja kotelon liitospinnoilla.
2. Sylinterin pää
Toiminto:
Sylinterin pää sulkee osan, jossa polttoaine poltetaan, ja pitää venttiilit, sytytystulpat ja nokka-akselin paikoillaan.
Materiaali:
- Alumiini LM6 tai ADC12
- Kestää suuria lämpökuormituksia (200-250 °C).
- Hyvä työstettävyys ja korroosionkestävyys
Valuun liittyvät näkökohdat:
- Tarkka muotin tuuletus on tarpeen, jotta kaasu ei pääse jäämään loukkuun valettuun kappaleeseen.
- Valun jälkeinen CNC-työstö auttaa varmistamaan, että alumiiniosien venttiilinohjaimet ja nokka-akselin reiät viimeistellään tasaiseksi ja sileäksi.
- Letkun on oltava painetiivis (hydrostaattinen painekoe tehdään 5 baariin asti).
3. Moottorin suojukset (kytkin, magneetto, vaihteisto).
Toiminto:
Suojaa moottorin sytytystulppien, venttiilien ja mäntien kaltaisia osia likaantumiselta, öljyn valumiselta ulos tai ulkopuolelta tulevalta vahingoittumiselta.
Materiaali:
- Alumiini A360 tai A380
- Usein jauhemaalattu tai anodisoitu valun jälkeen.
- Seinämän paksuus: 2,5-4 mm
Valumenetelmä:
Korkeapainevalu johtaa usein sileään pintaan, jossa on pieniä pintakuoppia, mikä tarkoittaa, että pinta on todella sileä kosketeltaessa.
Tärkeys:
Autossa voidaan säilyttää öljynpaine ja tehokas jäähdytysjärjestelmä. auttaa myös tekemään niistä hyvännäköisiä ja auttaa ihmisiä tunnistamaan merkin.
4. Ohjaustangon kiinnikkeet ja kolminkertaiset kiinnittimet
Toiminto:
Osat yhdistävät ohjauspylvään haarukkaan ja tukevat sitä.
Materiaali:
- Alumiininen painevalu (A356 tai A380)
- Myötölujuus: ~200-250 MPa
- Väsymiskestävyyttä testattiin jopa 100 000 kertaa eri kuormitusten läpi käymällä.
Casting Details:
- Vaaditaan korkea-ulotteista tarkkuutta
- Lämpökäsittely voidaan tehdä valun jälkeen kappaleen sitkeyden parantamiseksi.
- Ohjauslaakerit on asennettava 0,02 mm:n tarkkuudella.
5. Jarrusatulan kotelot
Toiminto:
Jarrupyörän mäntä ja jarrunestekanavat auttavat jarrujen voimanlähteenä.
Materiaali:
- Lujitettu alumiini (A413 tai muunnettu ADC12).
- Niiden on kestettävä korkeaa veden painetta (100-120 kertaa normaalia ilmanpainetta suurempi paine).
- Korkea korroosionkestävyys, koska se kestää kosketuksen roskien kanssa tiellä ja kastumisen.
Valuun liittyvät näkökohdat:
- Sisäisissä nestekanavissa ei saa olla vikoja, jotka voisivat estää nesteen virtauksen.
- Jokaiselle tuote-erälle on tehtävä vuototesti.
- Männän tiivistys riippuu suuresti pinnan viimeistelystä.
6. Jalkatuen kannattimet ja sivutelineet
Toiminto:
Tue kuljettajan painoa ja varmista, että moottoripyörä on vakaa, kun se on pysäköitynä.
Materiaali:
- Alumiinia ja piitä yhdistävät seokset, jotka tekevät niistä kulutusta kestävämpiä.
- Vetolujuus: ~180 MPa
- Kovuus: ~80-100 HB
Valumenetelmä:
Painovoimavalua tai matalapainevalua käytetään, kun tarvitaan pinta, joka näyttää paremmalta ja rikkoutuu harvemmin.
7. Jousivarsikomponentit (joissakin malleissa)
Toiminto:
Tukee takapyörä ja auttaa pitämään sen liikkeessä ylös ja alas.
Materiaali:
- Joskus valmistettu vahvasta alumiinista, joka on valmistettu muottien avulla (A356-T6).
- Myötölujuus käsittelyn jälkeen: ~240 MPa
- Seinämän paksuus: 4-6 mm, kuormitusreitistä riippuen
Casting Notes:
- FEA:ta käytetään jännityksen jakautumiseen
- Valun jälkeinen hitsaus tai laakereiden työstö.
Yhteenvetotaulukko tärkeimmistä painevaluosista
| Osan nimi | Materiaali | Toiminto | Suvaitsevaisuus | Käyttölämpötila |
| Kampikammio | A380/ADC12 | Talot kampiakseli ja hammaspyörät | ±0,05 mm | 80-120°C |
| Sylinterin pää | LM6/ADC12 | Tiivistää palotilan | ±0,03 mm | Jopa 250°C |
| Moottorin kannet | A360/A380 | Suojaa sisäisiä komponentteja | ±0,1 mm | Ympäristö-90°C |
| Jarrusatulan runko | A413/ADC12 | Tukee jarrujärjestelmää | ±0,02 mm | 0-120°C |
| Ohjaustangon kiinnikkeet | A356/A380 | Pitää ohjauksen rakennetta | ±0,02 mm | Ympäristö |
| Jalkatuen kiinnikkeet | LM6/A360 | Ratsastajan tuki | ±0,1 mm | Ympäristö |
Kukin näistä didie-valukappaleista on tärkeä, koska ne auttavat varmistamaan, että moottoripyörät toimivat hyvin, pysyvät turvallisina ja eivät hajoa. Insinöörit käyttävät paljon aikaa sen varmistamiseen, että osat ovat juuri oikean muotoisia, erittäin kevyitä mutta silti riittävän vahvoja, ja tämä tehdään useimmiten vahvan alumiinin painevaluprosessin avulla.
Valuprosessin parametrit
A. Ruiskutuspaine
Korkeapainevalussa käytetään noin 200-1000 paunaa neliötuumaa kohti, mikä auttaa metallia siirtymään muottiin nopeasti ja varmistaa, ettei kappaleeseen jää liikaa ilmakuplia.
B. Muotin lämpötila
Tyypilliset muotin lämpötilat ovat yleensä 180-300 celsiusastetta, ja niitä säädellään jäähdytyskanavilla, jotta metalli jäähtyy ja kovettuu tasaisesti.
C. Täyttöaika
Jos ruiskutat muottiin 0,1 sekunnin kuluessa pienten kappaleiden osalta, se estää kylmät sulut ja tasoittaa pinnan.
D. Jälkikäsittely
Valun jälkeen osat käyvät läpi:
- Juoksuputkien ja tuuletusaukkojen leikkaaminen
- Ruiskupuhallus tai tumbling
- Kriittisten mittojen työstö
- Pintakäsittelyt, kuten anodisointi tai jauhemaalaus, suojaavat metalliosia ja tekevät niistä myös paremman näköisiä.
Nämä vaiheet ovat tärkeitä, koska niiden avulla voidaan varmistaa, että osat toimivat hyvin ja sopivat täydellisesti yhteen kilpapyörässä.
Yleiset valuviat ja ratkaisut
Eduista huolimatta painevalu voi aiheuttaa ongelmia valukappaleiden kanssa, jos siitä ei huolehdita huolellisesti.
Tyypilliset viat:
| Vian tyyppi | Syy | Ratkaisu |
| Huokoisuus | Ilman sulkeutuminen tai kutistuminen | Tyhjiöavusteinen valu, asianmukainen portin avausmenetelmä |
| Kylmä sulkee | Alhainen metallin lämpötila | Nosta sulatuslämpötila 660-700 °C:een |
| Flash | Liiallinen paine tai kulunut suulake | Säilytä oikea puristusvoima |
| Puutteellinen täyttö | Riittämätön ruiskutusnopeus | Lisää painetta tai optimoi sulkuaukko |
On tärkeää varmistaa autovalujen laadunvalvonta, jotta niiden käyttö on turvallista.
Moottoripyörien painevalun käytön edut
- Tarkkojen työkalujen ja koneiden ansiosta jälkikäsittelyä ei tarvita niin paljon.
- Massatuotannossa on mahdollista valmistaa tuhansia samoja osia yhdellä muotilla.
- Alumiininen painevalu auttaa vähentämään komponenttien painoa.
- Hyvä lämmönjohtavuus mahdollistaa moottorin paremman jäähdytyksen.
- Nopeampaa ja edullisempaa kuin osien valmistaminen aihiosta.
Tapaustutkimus: Kampikammion valmistus
Kampikammio on tärkeä kaikissa moottoripyörissä, koska se suojaa kampiakselia ja voimansiirtoa. Tavallisen kampikammion valmistukseen käytetään yleensä korkeapainevalua.
- Sulamislämpötila: 675 °C
- Muotin lämpötila: 250°C
- Ruiskutuspaine: 70 MPa
- Syklin kesto: 60 sekuntia
- Toleranssi: ±0,05 mm
- Lämpökäsittely: T6 mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi
Tarkkuuskomponentit parantavat moottorin suorituskykyä ja keventävät samalla sen kuormitusta ja säästävät polttoainetta.
Moottoripyörän painevalun viimeisimmät suuntaukset
- Sähkömoottoripyörät: Yhä useammat ihmiset pyytävät kevyitä suojuksia akuille ja moottoreille.
- Magnesiumseokset: Vaikka magnesium maksaa enemmän, se painaa vielä vähemmän.
- Automaattinen laadunvalvonta: Tekoälytyökaluja käytetään tunnistamaan valuongelmia reaaliaikaisesti.
- 3D-tulostetut muotit: Nopeampi näytteiden kehittäminen ja lyhyempi aika työkalujen valmisteluun.
AW-teknologia ohjaa moottoripyörän komponenttien tehokkuutta ja suunnittelua tulevaisuudessa.
Moottoripyörän osien muottien suunnittelu
Se, miten painevaletut osat toimivat ja kuinka kauan ne kestävät, riippuu suurelta osin muotin suunnittelusta. Moottoripyörien valmistuksessa muotit rakennetaan kunkin mallin erityistarpeita varten.
Esimerkiksi kampikammiot, joiden sisällä on öljykanavia, voivat olla monimutkaisia geometrioita.
- Ohutseinäiset poikkileikkaukset (paksuus 1,5-3 mm).
- Ilmanpoiston ja sulkemisen käyttö valuvirheiden poistamiseksi.
- Muotissa olevat jäähdytyslinjat auttavat säätelemään lämpötilaa.
Moottoripyörän sylinterikannen muotin valmistaminen maksaa yleensä $15 000-$40 000, ja sillä voidaan valmistaa yli 100 000 osaa ennen kuin osien tarkkuus heikkenee kulumisen vuoksi.
Teknologisten seosten käyttö alumiinin painevalussa
Moottoripyörän moottorin osien mekaaniset ja termiset tarpeet ratkaisevat käytettävien alumiiniseosten valinnan.
Yleiset seokset:
| Metalliseos | Tärkeimmät ominaisuudet | Hakemus |
| A380 | Korkea lujuus, hyvä juoksevuus | Kampikammiot, moottorin kannet |
| ADC12 | Hyvä työstettävyys ja korroosionkestävyys | Sylinterin päät |
| LM6 | Erinomainen valettavuus, ei syövyttävä | Moottoripyörän muut kuin rakenteelliset varaosat |
Kaikilla niillä on tiettyjä etuja, kuten vahva lämmönjohtavuus ja väsymiskestävyys. Esimerkiksi A380:n lämmönjohtavuus on lähes 96 W/m-K, mikä auttaa pääsemään nopeasti eroon moottorin lämmöstä.
Työkalujen kanssa työskentely ja niiden kunnossapito painevalussa
Moottoripyörien vanhat osat taustan kova valo musta ja valkoinen sävy. korjaus ja huolto vanhat osat moottorin
Koska autoteollisuuden valukappaleiden määrä on suuri, työkalujen kunnossapitoon on kiinnitettävä erityistä huomiota:
- Suodattimen kiillotus 10 000 laukauksen välein
- Muista lämmittää kattilat noin 200 °C:een ennen niiden käyttöä, jotta lämpötila ei muutu äkillisesti.
- Tarkista säännöllisesti, ettei vaurioita ole havaittavissa, sillä ne voivat aiheuttaa virheitä, kuten välähdyksiä ja väärin kohdistettuja muotin osia.
Nykyään koneet hoitavat homeen irrotusaineiden levityksen ja auttavat hallitsemaan muotin lämpötilaa syklistä toiseen, mikä parantaa lopputuotteiden tasaisuutta.
Ympäristö- ja talousvaikutukset
Ympäristöhyödyt:
- Alumiinin painevalun ansiosta jopa 95% materiaalista voidaan kierrättää, mikä vähentää hiilidioksidipäästöjä.
- Ne auttavat säästämään noin 30% energiankulutuksessa verrattuna vanhempiin järjestelmätyyppeihin.
Taloudelliset näkökohdat:
- Koska painevalutyökalut ovat kalliita, valmistettujen osien määrä johtaa hyvin alhaisiin kustannuksiin kappaleelta.
- Useimmat painevalulla valmistetut moottoripyörän moottorin osat ovat jopa 40% halvempia kuin koneistamalla valmistetut osat.
- Käyttämällä painevalua nykyaikainen moottoripyörien valmistus voi olla sekä kustannustehokasta että ympäristöystävällistä.
Laadunvarmistus valmistusprosessissa
OEM-moottoripyöräosien toimittajien olisi sovellettava ISO 9001:2015- ja IATF 16949 -standardeja. Yleisiä laatutarkastuksia ovat mm:
- Röntgentekniikkaa käytetään tarkistamaan, onko metallin sisäpuoli huokoinen.
- Vahvista osien tarkat mittaukset koordinaattimittalaitteilla (CMM).
- Testaa moottorin alueet, joiden on oltava tiiviitä.
- Suolaisen veden käyttö moottoripyörän varaosien korroosionkestävyyden tarkistamiseksi.
Standardien käyttö varmistaa, että osat täyttävät sekä vaaditut mekaaniset tarpeet että korkean suorituskyvyn sovellusten turvallisuustarpeet.
Kyky työskennellä sekä CNC-työstön että pintakäsittelyn parissa.
Valetut osat ovat lähes valmiita, mutta tietyissä paikoissa (kuten laakerin paikoissa tai kierteiden rei'issä) tarvitaan vielä CNC-työstöä, jotta ne olisivat erittäin tarkkoja.
Jälkikäsittelyvaiheisiin kuuluvat myös:
- Jauhemainen pinnoite kulutuskestävyyttä varten
- Anodisointi korroosiosuojaa varten
- Tärytystä ja rumpukäsittelyä käytetään pinnan houkuttelevuuden lisäämiseksi.
Näin ollen nämä osat soveltuvat erinomaisesti käytettäväksi välittömästi tuotannon kokoonpanolinjoilla.
Rooli suorituskyvyssä ja turvallisuudessa
Muottiinvalu on välttämätöntä monilla teollisuudenaloilla.
- Painon vähentäminen: Kevyemmästä alumiinista valmistetut komponentit ovat parempia polttoaineen käytön ja auton käsiteltävyyden kannalta.
- Lämmönhallinta: Paremman lämmönjohtavuuden ansiosta lämpö siirtyy tehokkaasti moottoristasi, jolloin ylikuumenemisen mahdollisuus poistuu.
- Rakenteellinen turvallisuus: Jos auton valu on täydellistä, ohjaustangon kiinnikkeet ja jalkatuen kannattimet voivat olla vahvempia kolareissa.
Vaikka jarrusatulan kotelossa olisi vain 0,1 millimetrin virhe, se voi aiheuttaa jarrunestevuodon, mikä osoittaa, kuinka tärkeää hyvä laatu on moottoripyörän turvallisuuden kannalta.
Moottoripyörän painevalun haasteet
Joitakin alan haasteita ovat:
- Valuvirheiden vähentäminen nopeassa prototyyppiprosessissa
- Maailmanlaajuisen kysynnän aiheuttama alumiinin hinnannousu johtaa toimitusten niukkuuteen.
- Yritetään säilyttää vahvuus ja pitää samalla johto kevyenä.
- osien kuluminen loppuun, kun niitä käytetään näin kuumissa lämpötiloissa ja nopeissa sykleissä.
Alan asiantuntijat tutkivat parempia muotin materiaaleja, kehittyneitä pinnoitteita (kuten nitrausta) ja tekoälyavusteisia valusimulaatioita näiden ongelmien ratkaisemiseksi.
Tulevaisuus: 4.0: Älykkäät valimot ja teollisuus 4.0
Moottoripyörien fanit näkevät nämä elementit todennäköisesti jatkossa:
- Digitaalisten kaksosten avulla voidaan valvoa homeen olosuhteita milloin tahansa.
- Antureiden käyttö, jotka havaitsevat ja korjaavat valuongelmat automaattisesti.
- Additiivinen valmistus (3D-tulostus) voi helpottaa ja nopeuttaa monimutkaisten muottien valmistusta.
- Vihreän energian sisällyttäminen metallivalutehtaisiin
Sähköisten hallintalaitteiden ja akkukäyttöisten moottoreiden yleistyminen moottoripyöräsuunnittelussa lisää kehittyneiden painevalettujen osien tarvetta teollisuudessa.
Vertailu: Valukappaleiden valmistusmenetelmät: painevalu vs. muut valmistusmenetelmät
Moottoripyörän moottorin osien menestys riippuu paljon sopivan valmistusmenetelmän valinnasta. Katsotaanpa, miten painevaletut osat vastaavat muita menetelmiä:
Laadimme vertailun painevalun ja hiekkavalun välillä.
| Parametri | Die Casting | Hiekkavalu |
| Mittatarkkuus | ±0,05 mm | ±0,5 mm |
| Pinnan viimeistely | Erinomainen (Ra 1,6-3,2 µm) | Huonompi (Ra 6,3-25 µm) |
| Tuotannon määrä | Suuret määrät | Alhainen tai keskisuuri |
| Työkalujen kustannukset | Korkea (~$20,000 päivässä) | Alhainen (~$1,000 per muotti) |
| Valuviat | Alempi (valvottu ympäristö) | Korkeampi (kaasun huokoisuus, sulkeumat) |
Prototyyppien ja suurten osien valussa hiekkavalu on edullisempaa, kun taas korkeapainevalu on parasta, kun samoja osia valmistetaan useita kertoja autoihin.
Painevalu vs. taonta
Vaikka takomalla saadaan vahvoja osia raekokorakenteensa ansiosta, ne ovat vähemmän monimutkaisia ja tarjoavat huonomman viimeistelyn kuin mitä alumiinin painevalu voi tarjota. Osille, jotka kantavat vain keskinkertaista kuormitusta, painevalu on muita menetelmiä parempi ja halvempi vaihtoehto.
Moottoripyörän osien valun suunnittelun optimointi
Insinöörit käyttävät suunnittelun aikana FEA:ta (Finite Element Analysis) ja CFD:tä (Computational Fluid Dynamics) varmistaakseen, että osa on vahva, kevyt ja edullinen.
Optimoinnit sisältävät:
- Vahvuus lisääntyy ribbingin avulla, mutta lihasmassa vähenee vain vähän.
- Tasainen seinämän paksuus (tyypillisesti 2-3 mm)
- Jätä 0,5-2 asteen vetokulma, jotta muotin irtoaminen muotinsarjasta helpottuu.
- Tarvitset myös puskureita ja pehmusteita, joiden avulla kuormat yhdistyvät perävaunuun.
- On erittäin tärkeää suunnitella komponentit niin tarkasti erityisesti urheilu- ja kilpa-ajomoottoripyörien osalta.
Jäähdytys painevalumuotissa
On tärkeää säätää muotin lämmönjohtavuutta valun aikana, jotta mittatarkkuus säilyy. Tämä saavutetaan seuraavilla tavoilla:
- Muotissa on yhdenmukaiset jäähdytyskanavat.
- Kuumilla vyöhykkeillä käytetään lämpötappeja (ohjauslevyjä).
- Kone ruiskuttaa jokaisen laukauksen tasaamaan lämmitystä.
Varmista, että muotin lämpötila on 180 °C:n ja 300 °C:n välillä. Jos metalli ylikuumenee, se voi aiheuttaa lämpöväsymystä ja johtaa virheisiin valun aikana, kuten kuumarepeämiseen tai juottamiseen.
Moottoripyörien valmistuksessa käytettävän painevalun hyvät ja huonot puolet
Tarkastellaan nyt, kuinka paljon keskikokoisen moottoripyörän osan, kuten moottorin sivukannen (noin 1,2 kg alumiinia) valmistaminen maksaisi:
| Kustannuserä | Arvioitu arvo (USD) |
| Työkalut (jaksotettu) | 0.50 |
| Alumiinimateriaali | 2.70 |
| Energia (sähköuuni) | 0.45 |
| Työ ja käsittely | 0.40 |
| Jälkikäsittely | 0.60 |
| Kokonaiskustannukset osaa kohti | ~$4.65 |
Vertaa tätä tankomateriaalin työstöön ($8,50 per kappale), ja voit helposti nähdä, miksi painevalu voi säästää rahaa. Jos moottoripyörän varaosia valmistetaan yli 50 000 kappaletta, painevalu on edullisin menetelmä.
Sertifioinnin ja jäljitettävyyden varmistaminen moottoripyörien painevalussa
Muottiinvalettujen osien olisi oltava jäljitettävissä kaikkien OEM-toimittajien käsittelemien erien osalta. Tähän sisältyy:
Osan sarjallistaminen
- Reagenssien antaminen (aineet, sulamispiste ja kaikki epäpuhtaat aineet).
- Lämpötilan ja paineen rekisteröinti (sulatus, ruiskutus ja muottiinpuristus)
- Tuhoavat ja ei-tuhoavat testit
Moottoripyörän moottoriin meneviin osiin, kuten sylinterinpäihin ja vaihteiston suojuksiin, on sovellettava ISO 9001- ja TS 16949-standardia sekä joissakin tapauksissa AS 9100-standardia.
Integrointi muihin valmistusprosesseihin
Muottiinvalua ei voi tehdä yksin. Prosessi sisältää aloitteita moottoripyörien valmistuksessa.
- Hitsaus (esim. kiinnityskannattimien kiinnitys)
- Koneistus (poraus, kierteitys, pintakäsittely)
- Käyttäjät voivat käsitellä levyjä lämpökäsittelyllä (exfor ample T6) niiden lujuuden lisäämiseksi.
- Kokoonpanolinjat (robottiavusteiset tai manuaaliset)
Automaattinen esimerkki voisi olla painevalettu hammaspyöräkotelo:
- Valu (A380-alumiini)
- CNC-poraus (laakeripesä)
- Jauhemaalaus suojaa koneistettuja osia kulumiselta ja syöpymiseltä.
- Kokoonpanossa käytetään rullalaakereita ja öljytiivisteitä.
Menetelmä korostaa autoteollisuuden valun merkitystä koko teollisuudelle.
Päätelmä
Moottoripyörien moottorit ja varaosat muotoillaan paremmin painevalulla kuin muilla menetelmillä, koska ne ovat erittäin tarkkoja ja lopputuotteen ulkonäkö on erinomainen. Käyttämällä alumiinin painevalu, valmistajat saavat aikaan suuren mittatarkkuuden, hyvän lämmönsiirtokyvyn ja suuren lujuuden painoonsa nähden. Vaikka valuvikoja voi esiintyä, ne on helppo korjata käyttämällä prosessinohjausta ja kehittyneitä tekniikoita, kuten korkeapainevalua. Suorituskykyisempien ja polttoainetaloudellisempien pyörien kysynnän kasvun myötä painevalettujen osien merkitys moottoripyöräteollisuudessa kaikkialla maailmassa kasvaa entisestään.
UKK
Miksi alumiinin painevalulla valmistetut osat on tarkoitettu erityisesti moottoripyöriin?
Alumiinivalulla valmistetut osat ovat kevyitä, kuumuutta kestäviä ja vahvoja. Sen avulla voidaan valmistaa monimutkaisia osia, joiden on sovittava tiiviisti toisiinsa.
Mitkä moottoripyörien osat valmistetaan painevalumenetelmällä?
Erilaisia painevalettuja tuotteita ovat kampikammiot, sylinterin päät, moottorin suojukset, jarrusatulat ja ohjaustangon kiinnityspalat.
Millä strategioilla taataan huippulaatu muutamissa moottoripyörän osissa?
Laadun varmistamiseksi käytetään lämpötilaa, tyhjiövalua ja tarkastuksia, joihin kuuluvat röntgen- ja painemittaukset.
Miten painevalu on parempi kuin muut prosessit?
Menetelmällä saadaan sileämpi pinta, suurempi tarkkuus, nopeampi työstö ja alhaisemmat yksikkökustannukset, kun valmistetaan useita samanlaisia kappaleita.