Electric vehicle castings incorporates cutting-edge methods like giga casting to make complex, lightweight automotive parts. Electric vehicles are dominating the global automotive market. Secondo Market Watch, le vendite di auto ev passeranno da 1 milione a 1,6 milioni nel 2023. Technology like electric vehicle castings with giga casting technique is offering a sustainable alternative to gasoline-powered cars.
Punti di forza:
- EV Castings process
- Processo di fusione dei veicoli elettrici
- Materiali per fusioni EV
- Nuove leghe e compositi nella pressofusione 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. Progettazione e creazione di stampi
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. Preparazione del materiale
La fase di preparazione del materiale è essenziale per ottenere risultati di alta qualità nella fusione. Questa fase prevede la selezione e la preparazione delle leghe metalliche, come l'alluminio. L'alluminio è il materiale più comunemente utilizzato nella fusione di veicoli elettrici per le sue proprietà di leggerezza e resistenza. I produttori fondono le leghe in forni a una temperatura specifica e le preparano per il processo di fusione.
3. Metodi di fusione
EV castings components can be produced by adapting several casting methods, each with its specific advantages and applications.
I. Pressofusione ad alta pressione
II. Colata a gravità
III. Altre tecniche di fusione
I. Pressofusione ad alta pressione
Panoramica del processo
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.
Vantaggi per i veicoli elettrici
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.
Applicazioni nei veicoli elettrici
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. Colata a gravità
Panoramica del processo
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.
Vantaggi per i veicoli elettrici
È utile per creare pezzi di grandi dimensioni e con pareti spesse che richiedono un'integrità strutturale superiore. Può produrre piccole produzioni o componenti specializzati in modo economico.
Applicazioni nei veicoli elettrici
Questa procedura viene utilizzata per la produzione di blocchi motore, parti di sospensioni e altri elementi strutturali che richiedono un'elevata resistenza e durata.
III. Altre tecniche di fusione
Colata in sabbia
Uno stampo viene creato da una miscela di sabbia per versare il metallo fuso nella cavità del colata in sabbia di alluminio metodo. È adatto alla produzione di componenti complessi e di grandi dimensioni con dettagli intricati.
Colata a iniezione
Si tratta di un'efficace strategia di fusione che può essere impiegata per produrre pezzi di dimensioni perfette con migliori finiture superficiali, chiamata anche fusione a cera persa. Questa tecnica prevede la creazione di uno stampo in cera del pezzo ricoperto da un guscio di ceramica e la successiva fusione della cera per ottenere uno stampo.
4. Raffreddamento e solidificazione
Questa fase comprende il raffreddamento e la solidificazione del metallo dopo che è stato iniettato nello stampo ancora fuso. La velocità di raffreddamento può avere un impatto diretto sulla microstruttura e sulle proprietà meccaniche dei componenti finali. Pertanto, la tecnica di raffreddamento controllato aiuta a ottenere la resistenza e la durata desiderate.
5. Rimozione e pulizia
Dopo il processo di raffreddamento e solidificazione, il getto viene rimosso dallo stampo rompendo lo stampo con una miscela di sabbia o aprendo lo stampo nel caso di HPDC.
6. Finitura e ispezione
Durante il processo di finitura e ispezione vengono eseguite ulteriori lavorazioni, lucidature e l'applicazione di qualsiasi rivestimento necessario. Questa fase aiuta il produttore a creare componenti con finiture superficiali e dimensioni precise. La fase di ispezione assicura che il prodotto sia conforme agli standard di qualità richiesti.
Vantaggi dei getti EV
Le tecniche di pressofusione offrono diversi vantaggi per plasmare il futuro dei veicoli elettrici, soprattutto quando si affrontano questioni come il peso, il design e i costi. Scopriamo questi vantaggi:
Riduzione del peso e miglioramento dell'autonomia di guida
Il vantaggio principale per i veicoli elettrici è la riduzione del peso. La scelta di materiali leggeri, come l'alluminio nella pressofusione ad alta pressione (HPDC), riduce il peso complessivo dei veicoli. I veicoli leggeri hanno una maggiore efficienza e una migliore autonomia di guida.
Flessibilità di progettazione e geometrie complesse
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.
Economicità e scalabilità
I processi HPDC e di colata per gravità sono economicamente vantaggiosi e scalabili. Tuttavia, i costi iniziali per la creazione di stampi e attrezzature possono essere elevati. Il costo unitario diminuisce significativamente con l'aumento dei volumi di produzione. Questa scalabilità contribuisce a rendere i veicoli elettrici più convenienti e accessibili a un mercato più ampio.
Integrità strutturale e durata migliorate
Le fusioni di veicoli elettrici migliorano l'integrità strutturale e la durata dei veicoli ai fini della sicurezza e della longevità. Questo metodo impedisce ai componenti di formare tensioni interne, garantendo eccellenti proprietà meccaniche. Ciò può essere necessario per le parti esposte a carichi e sollecitazioni elevati, come le sospensioni e gli alloggiamenti delle batterie.
Vantaggi della gestione termica
La gestione termica è un altro vantaggio effettivo dei getti EV. I componenti realizzati con processi di fusione possono includere soluzioni di raffreddamento integrate. La fusione aiuta a gestire il calore in modo più efficiente e migliora le prestazioni complessive e la sicurezza del veicolo.
Materiali utilizzati nelle fusioni EV
La scelta appropriata del materiale di fusione fa una grande differenza nei risultati ottenuti. Scegliendo i materiali giusti, il produttore può creare veicoli leggeri con prestazioni migliori. Scopriamo le opzioni disponibili che possono essere utilizzate per la fusione di veicoli elettrici.
Leghe di alluminio
Le leghe di alluminio offrono caratteristiche eccellenti come lavorabilità, bassa densità, durata, resistenza alla ruggine e buona formabilità. Questo materiale è significativamente leggero e possiede una resistenza adeguata per vari componenti EV, offrendo al contempo una buona formabilità. La sua superiore caratteristica di resistenza alla corrosione aumenta la longevità dei componenti EV esposti alle condizioni ambientali.
Leghe di alluminio specifiche
Leghe di alluminio specifiche come A356, A6061 e 7050 sono caratterizzate da un'elevata resistenza, fusibilità e buona resistenza alla corrosione, che le rendono la scelta preferita per la fusione. Queste leghe sono utilizzate per soddisfare i requisiti di resistenza e durata di componenti come gli alloggiamenti dei motori, le applicazioni ad alta sollecitazione e gli alloggiamenti delle batterie.
Leghe di magnesio
Le leghe di magnesio come l'AZ81D offrono proprietà di leggerezza e facilità di fusione. Questi materiali sono adatti per i componenti che richiedono una riduzione del peso, come i telai delle batterie e le parti strutturali. L'avanzamento delle tecnologie di rivestimento ne ha reso possibile l'utilizzo, nonostante la minore resistenza alla corrosione.
Leghe di zinco
Lo zinco può essere utilizzato per la produzione di pezzi piccoli e complessi che richiedono un'eccellente stabilità dimensionale. Queste leghe possono essere combinate con alluminio e magnesio, consentendo al produttore di ottimizzare le prestazioni di ciascun componente. Garantire l'equilibrio tra peso, resistenza e durata nei veicoli elettrici.
Colata multimateriale
La fusione multimateriale prevede la combinazione di leghe diverse in un unico componente. Questa tecnica può migliorare le prestazioni, come la gestione termica e l'integrità strutturale, e contribuire a ridurre il peso. È vantaggiosa per la creazione di pezzi complessi che necessitano di proprietà diverse in diverse sezioni.
Applicazioni dei getti EV
● Alloggiamenti motore
● Vassoi per batterie
● Casi di trasmissione
● Dissipatori di calore
● Inverter
Alloggiamenti motore
Le parti dell'alloggiamento del motore proteggono i motori elettrici da danni esterni, garantendo al contempo una corretta gestione termica. In particolare, l'alluminio e il magnesio sono utilizzati per creare questo componente grazie alla loro leggerezza, resistenza e alle eccellenti proprietà di dissipazione del calore.
Vassoi per batterie
I vassoi della batteria fissano e trattengono le celle della batteria dei veicoli elettrici e possono essere prodotti con materiali leggeri come l'alluminio. Queste leghe riducono il peso complessivo del veicolo e migliorano l'autonomia di guida. Inoltre, questi vassoi sono progettati per essere resistenti e anticorrosione, garantendo la longevità dei componenti.
Casi di trasmissione
Le scatole di trasmissione dei veicoli elettrici sono i componenti responsabili del trasferimento della potenza dal motore alle ruote. I materiali in alluminio sono una scelta adeguata per la realizzazione di questa applicazione. Perché ha un'elevata resistenza e la capacità di sopportare le sollecitazioni meccaniche della trasmissione di potenza.
Dissipatori di calore
i componenti elettronici dei veicoli elettrici generano un calore eccessivo che può essere gestito utilizzando dissipatori di calore. L'alluminio è in grado di soddisfare le esigenze di conducibilità termica di queste applicazioni. Contribuisce a mantenere la temperatura operativa ottimale e riduce le possibilità di surriscaldamento.
Inverter
I produttori utilizzano applicazioni di inverter per convertire la corrente continua del veicolo in corrente alternata. Producono queste parti con alluminio per renderle efficaci per la dissipazione del calore e per proteggere i componenti elettronici sensibili.
Sfide e limiti delle fusioni EV
Per affrontare le numerose sfide, l'incorporazione dei veicoli elettrici richiede continue innovazioni nella scienza dei materiali, nella tecnologia di fusione e nell'assemblaggio. Scoprite alcune delle sfide e dei limiti dei veicoli elettrici.
● Proprietà del materiale
● Porosità e difetti di fusione
● Giunzione e assemblaggio
Proprietà del materiale
Le proprietà dei materiali svolgono un ruolo fondamentale nei risultati ottenuti. Esse presentano caratteristiche intrinseche e non sempre forniscono la resistenza e la durata richieste per determinate applicazioni. La scelta del materiale per la fusione EV deve bilanciare la riduzione del peso con le prestazioni meccaniche, il che può essere un compromesso complicato.
Porosità e difetti di fusione
La porosità e i numerosi difetti di fusione sono un problema cruciale nella produzione della pressofusione. La porosità o la presenza di piccole sacche d'aria può verificarsi durante il processo di fusione del metallo.
Questo difetto può indebolire l'integrità strutturale dei componenti e derivare da vari fattori. Ad esempio, una gestione errata della tecnica di colata, una progettazione inadeguata dello stampo o la contaminazione. Questa sfida richiede un rigoroso controllo del processo e metodi avanzati di ispezione della qualità.
Giunzione e assemblaggio
La giunzione e l'assemblaggio rappresentano un'altra sfida cruciale per i componenti fusi nei veicoli elettrici. I metodi di saldatura e fissaggio tradizionali sono preferiti per materiali leggeri come l'alluminio e il magnesio.
Le differenze di espansione termica e le esigenze di allineamento preciso possono causare complicazioni nel processo di assemblaggio. Per eliminare questa sfida, è necessario ricorrere alla saldatura per attrito o all'incollaggio. In questo modo è possibile garantire la robustezza e l'affidabilità dei pezzi fusi.
Il futuro della fusione EV
L'integrazione di tecnologie all'avanguardia e di leghe adeguate guiderà l'evoluzione dei getti per veicoli elettrici. Tuttavia, il suo futuro riserva un immenso potenziale per ulteriori progressi e scoperte:
● Produzione additiva per stampi di colata
● Simulazione e modellazione
● Nuove leghe e compositi
Produzione additiva per stampi di colata
L'industria dei componenti per veicoli elettrici si sta rivoluzionando grazie alla produzione additiva o alla stampa 3D. Questa tecnologia riduce i tempi e i costi, offrendo una rapida prototipazione e personalizzazione di progetti complessi.
Inoltre, questa produzione migliora l'efficienza complessiva e la qualità dei pezzi, consentendo geometrie di stampo più intricate e precise.
Nuove leghe e compositi nella pressofusione EV
Leghe di alluminio
- A380
- 6061
Proprietà delle leghe di alluminio per le pressofusioni EV
- Densità: Circa 2,7 g/cm³
- Punto di fusione: 660°C (1220°F)
- Modulo di Young: 69 GPa (10.000 ksi)
- Resistenza alla trazione: 90-690 MPa (13-100 ksi)
- Resistenza allo snervamento: 50-600 MPa (7-87 ksi)
- Allungamento a rottura: 1-40%
- Conduttività termica: 150-200 W/m-K
Leghe di magnesio
- AZ91D
- AM60
Proprietà delle leghe di magnesio per la pressofusione EV
- Densità: Circa 1,74 g/cm³
- Punto di fusione: 650°C (1202°F)
- Modulo di Young: 45 GPa (6.500 ksi)
- Resistenza alla trazione: 150-340 MPa (22-49 ksi)
- Resistenza allo snervamento: 65-230 MPa (9-33 ksi)
- Allungamento a rottura: 2-10%
- Conduttività termica: 60-90 W/m-K
Leghe di zinco
- Zamak 3
- Zamak 5
Proprietà delle leghe di zinco per pressofusioni EV
- Densità: Circa 6,6-6,7 g/cm³
- Punto di fusione: 420°C (788°F)
- Modulo di Young: 83 GPa (12.000 ksi)
- Resistenza alla trazione: 250-400 MPa (36-58 ksi)
- Resistenza allo snervamento: 150-300 MPa (22-43 ksi)
- Allungamento a rottura: 1-10%
- Conduttività termica: 110-120 W/m-K
Conclusione:
Electric vehicle castings manufacturers are constantly seeking new ways to incorporate ev castings parts. Aludiecasting offre una vasta gamma di tecniche di fusione EV. Utilizziamo leghe di alluminio leggere per produrre parti personalizzate come alloggiamenti per motori e vassoi per batterie.
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