W ciągu ostatnich dziesięcioleci świat przemysłu motoryzacyjnego zmieniał się dramatycznie ze względu na pewne wymagania, w tym lekkie, paliwooszczędne i neutralne dla środowiska pojazdy. Jednym z wielu zasobów, które są wykorzystywane do zaspokojenia tych potrzeb, jest aluminium, które zajęło centralne miejsce w postaci odlewów wykorzystujących aluminium. Fakt, że aluminium jest lekkie, odporne na korozję i ma dobre wartości mechaniczne, tworzy idealny materiał do zastąpienia innych cięższych metali żelaznych używanych w wielu zastosowaniach motoryzacyjnych. Ze względu na wysokie przepisy dotyczące emisji spalin i próbę ich spełnienia przez producentów oraz pracę nad tak zwaną poprawą wydajności, zastosowanie odlewów aluminiowych wzrosło w prawie każdym obszarze projektowania i produkcji samochodów.

Dlaczego aluminium? Dynamiczny popyt na aktywa

Jedną z właściwości aluminium jest to, że wykazuje szereg nieodłącznych właściwości materiałowych, które sprawiają, że jest bardzo odpowiedni w przemyśle motoryzacyjnym. Po pierwsze, jego gęstość stanowi około jedną trzecią gęstości stali, co oznacza, że całkowita waga pojazdów jest znacznie niższa. Taka oszczędność masy przekłada się na większą oszczędność paliwa i redukcję emisji. Po drugie, aluminium ma bardzo dobrą przewodność cieplną, więc metale te mogą być przydatne w częściach poddawanych działaniu wysokiej temperatury, takich jak bloki silnika i głowice cylindrów. Jest również wysoce odporne na korozję, zwłaszcza w stopach z innymi metalami, takimi jak krzem, magnez lub miedź. Stopy te zwiększają wytrzymałość, ale nie zmniejszają plastyczności, dzięki czemu złożone części mogą być odlewane bez uszczerbku dla wydajności. Co więcej, aluminium można łatwo poddać recyklingowi, co jest jeszcze jednym korzystnym dla środowiska aspektem na i tak już imponującej liście jego zalet. Doskonale wpisuje się to w trend w branży motoryzacyjnej polegający na zrównoważonym rozwoju i przyjęciu gospodarki o obiegu zamkniętym w tym zakresie.

Typowe metody odlewania aluminiowych części samochodowych

Produkcja części aluminiowych w samochodach wykorzystuje szereg metod odlewania, z których najpopularniejsze to: odlewanie ciśnieniowe, piaskowe i stałe. Odlewanie kokilowe jest szczególnie popularne ze względu na swoją precyzję i powtarzalność. Wiąże się to z wysokim ciśnieniem, wtłaczającym stopione aluminium do stalowych form, co w konsekwencji sprawia, że części są gładkie pod względem wykończenia powierzchni i precyzji. Można zastosować sprzęgło klonowe, głowicę cylindra odlewaną z silnika, kołnierz z brązu krzemowego współpracujący z długim połączeniem, dostosowany do różnych rozmiarów i złożoności części. Odlewanie piaskowe ma mniejszą precyzję i jest wolniejsze, ale jest stosowane w blokach silnika i dużych częściach konstrukcyjnych. Trwałe odlewanie form ma półtrwałe formy metalowe. Metoda ta jest opłacalna, ale nie pogarsza jakości, szczególnie w przypadku pośrednich wielkości produkcji. Każda z metod jest wybierana w zależności od konkretnych wymagań mechanicznych i projektowych produkowanego komponentu.

Aluminiowe osłony zaworów, aluminiowe osłony kół

Różne elementy samochodów są wykonane z odlewów aluminiowych. Najczęściej są to bloki silników, głowice cylindrów, obudowy skrzyń biegów, zawieszenia i koła. Aluminium jest również powszechne w pojazdach elektrycznych (EV) w obudowach silników, obudowach akumulatorów, a także w ramach konstrukcyjnych. Zaletą tych komponentów jest fakt, że aluminium pomaga połączyć wytrzymałość z niską wagą, zwiększając w ten sposób dynamikę i prowadzenie pojazdu, a także wydajność. Przejście na aluminium umożliwiło inżynierom, w większości przypadków, projektowanie mniejszych części, które działają równie dobrze lub lepiej niż ich stalowe odpowiedniki. Elastyczność odlewów aluminiowych może również zapewnić, że różne funkcje są włączone do jednego odlewu, co pomaga zmniejszyć liczbę zaangażowanych komponentów i sprawia, że zadania montażowe są bezstresowe.

Korzyści i trudności w stosowaniu odlewów aluminiowych

Wprowadzenie odlewów aluminiowych przyniosłoby wiele korzyści, ale także postawiłoby pewne wyzwania. Pozytywnym aspektem jest to, że zastosowanie aluminium pomaga osiągnąć cele w zakresie redukcji masy bez zakłócania integralności konstrukcji. Zwiększa również odporność na korozję i poprawia zarządzanie termiczne w zastosowaniach wysokotemperaturowych. Niemniej jednak, wiąże się to z trudnościami w zakresie kosztów i produkcji. Niektóre starsze materiały są tańsze niż aluminium, a odlewanie wymaga odpowiedniej kontroli, aby upewnić się, że nie ma wad, takich jak porowatość lub skurcz. Ponadto, chociaż części aluminiowe są mocne, mają tendencję do posiadania niższej wytrzymałości zmęczeniowej w porównaniu ze stalą, co ogranicza ich zastosowanie w większości zastosowań o dużym obciążeniu. Jednak dalszy rozwój, a także dodatkowe badania, nadal są w stanie rozwiązać te kwestie, tak aby odlewanie aluminium mogło być stosowane jako możliwa alternatywa dla rosnącej liczby części samochodowych.

Odlewanie aluminium w samochodach elektrycznych i hybrydowych

Wraz z przejściem na elektryczne i hybrydowe układy napędowe w branży motoryzacyjnej, odlewy aluminiowe stają się jeszcze bardziej potrzebne. Samochody elektryczne (EV) wymagają lekkich materiałów, ponieważ znaczne ilości akumulatorów zwiększają ich wagę, co ma bezpośredni wpływ na zasięg i wydajność pojazdów. Idealnym materiałem spełniającym te wymagania jest aluminium. Odlewy obudów akumulatorów i silników elektrycznych w obudowach akumulatorów, obudowach silników elektrycznych, obudowach falowników i podramach konstrukcji to odlewy aluminiowe spotykane w pojazdach elektrycznych. Takie części muszą być wytrzymałe i wydajne termicznie, ponieważ pojazdy elektryczne mają źródła ciepła w obwodach elektronicznych. Ponadto wprowadzenie odlewów aluminiowych w układach zawieszenia i podwozia poprawia dynamikę pojazdu poprzez redukcję środka ciężkości i masy własnej. Przyszłość mobilności szybko staje się aluminiowa pod względem przyszłych platform pojazdów elektrycznych, a wielu głównych producentów samochodów projektuje swoje platformy specjalnie w oparciu o ten materiał.

Zrównoważony rozwój i ochrona środowiska

Zgodność z koncepcją zrównoważonego rozwoju musi być jednym z najsilniejszych argumentów przemawiających za aluminium w samochodach. Aluminium może być wielokrotnie poddawane recyklingowi bez obawy o jego jakość, a recykling aluminium zużywa około 5 procent energii potrzebnej do wytworzenia pierwotnego aluminium do produkcji rudy. Oznacza to, że aluminium z recyklingu jest odlewane w celu uzyskania ogromnych oszczędności w emisji dwutlenku węgla w produkcji pojazdów. Nie, ponieważ wielu dostawców pojazdów silnikowych wprowadziło recykling w obiegu zamkniętym, aluminium zeskrobane podczas obróbki skrawaniem i przycinania jest ponownie wykorzystywane poprzez topienie. Ponadto, ponieważ samochody z metali lekkich zużywają mniej paliwa lub energii, odlewanie aluminium odgrywa pośrednią rolę w obniżaniu emisji przez cały okres eksploatacji samochodu. Jest to podwójna korzyść dla środowiska, zarówno w procesie produkcji, jak i eksploatacji, która sprawia, że aluminium jest krytycznym materiałem dla każdego producenta, który zamierza przestrzegać surowszych przepisów środowiskowych, które są obecnie ustanawiane na całym świecie.

Ekonomia i trendy rynkowe

Chociaż początkowy koszt aluminium może być droższy niż w przypadku konwencjonalnej stali lub żelaza, długoterminowe korzyści ekonomiczne zwykle przeważają nad wadami. W lekkich pojazdach zużywa się mniej paliwa, co w dłuższej perspektywie przekłada się na oszczędności dla konsumentów. Inną korzyścią dla producentów samochodów jest to, że mogą być w stanie spełnić normy emisji spalin bez konieczności polegania wyłącznie na drogich systemach oczyszczania spalin. Ponadto odlewanie aluminium również zyskuje przewagę konkurencyjną w wyniku optymalizacji procesów i automatyzacji oraz ekspansji hut i odlewni aluminium na całym świecie. Zwiększony popyt w branży motoryzacyjnej doprowadził do innowacji w łańcuchach dostaw aluminium, ponieważ nowe miejsca są budowane w pobliżu centrów motoryzacyjnych, dzięki czemu łańcuchy dostaw nie muszą jechać daleko, aby zaspokoić popyt. Zgodnie z aktualnymi wynikami badań rynkowych, globalny rynek odlewów aluminiowych dla przemysłu motoryzacyjnego prawdopodobnie doświadczy stałego wzrostu, wraz z ciągłą elektryfikacją pojazdów, lekkimi pojazdami i stale rosnącym zapotrzebowaniem na efektywność energetyczną.

Współpraca producentów OEM i odlewni

Odlewanie aluminium w pojazdach wymaga zaawansowanej współpracy producentów OEM (Original Equipment Manufacturers) i dostawców odlewów, aby było skuteczne. Jest to niezbędna współpraca, aby upewnić się, że projekty są wykonane w taki sposób, aby były wydajne i łatwe w produkcji. Odlewnie angażują się również w początkowe fazy projektowania pojazdów, aby pomóc inżynierom w projektowaniu części, które mogą być odlewane w bardziej wydajny i mniej wadliwy sposób. Zaawansowana technologicznie symulacja komputerowa umożliwia wirtualne parkowanie części odlewniczych, które można wykorzystać do prognozowania profili przepływu, szybkości chłodzenia i obszarów, które mogą powodować problemy jeszcze przed rozpoczęciem faktycznej produkcji danej części. Ten zintegrowany proces projektowania dla produkcji nie tylko skróci czas realizacji i zmniejszy ilość odpadów, ale także zagwarantuje części o lepszej jakości, które mogą spełnić rygorystyczne wymagania motoryzacyjne.

Nowe technologie w procesach odlewania aluminium

Ostatnie lata były świadkami kolejnych osiągnięć w dziedzinie technologii odlewania aluminium, rozszerzając ramy tego, co jest możliwe w warunkach złożoności, jakości i wydajności produkcji. Przykładem jest wprowadzenie wysokociśnieniowego odlewania próżniowego, które skutkuje jeszcze mniejszą porowatością gazu, dając w ten sposób mocniejsze i niezawodne komponenty. Ma to zastosowanie w konstrukcyjnych komponentach samochodowych, gdzie integralność mechaniczna jest najważniejsza. Innym wynalazkiem jest półstały odlew metalowy, który zawiera tiksotropową zawiesinę stopu aluminium do produkcji odlewów kształtowych o lepszej tolerancji powierzchni i wymiarów. Techniki te eliminują wymóg późniejszego wykańczania i pozwalają na produkcję cieńszych przekrojów, co jest bardzo pożądane w projektowaniu samochodów o niskiej masie.

Co więcej, złożone odlewy są obecnie wykonywane przy użyciu form piaskowych drukowanych w 3D i oprzyrządowania rdzeniowego, co ułatwia szybkie prototypowanie i pozwala na tworzenie kształtów, które nie były możliwe przy użyciu tradycyjnych metod. Połączenie zarówno produkcji addytywnej, jak i technologii odlewniczej to rosnąca zdolność do optymalizacji projektu i skrócenia czasu wprowadzenia produktu na rynek. Obserwacja w czasie rzeczywistym i sztuczna inteligencja. Jest to zintegrowane z odlewniami w celu zbadania wypełnienia formy, krzepnięcia i prognozowania wad, a także proces odlewania aluminium staje się bardziej inteligentny i wolny od błędów.

Strategie recyklingu produktów wycofanych z eksploatacji

• Producenci samochodów tworzą pojazdy w taki sposób, aby ułatwić ich demontaż przy użyciu odlewanych części.
• Recykling pomiędzy producentami samochodów i dostawcami poprzez systemy zamkniętej pętli staje się normą.
• Technologia sortowania, taka jak separatory wiroprądowe, zwiększa czystość odzyskanego aluminium.
• Odlewy strukturalne są wykonywane przy użyciu złomu aluminiowego, który jest ponownie wykorzystywany w złomowanych silnikach i kołach.

Nowe kierunki w odlewnictwie samochodowym

• Aluminium z nanocząsteczkami, które jest sztywne w następnej generacji.
• Wymyślanie smarów na bazie biosurowców, które będą działać jako smary odlewnicze w celu zmniejszenia wpływu na środowisko.
• Rozwój odlewania pianki i struktury kratowej w zakresie zdolności pochłaniania energii zderzenia.
• Silikonowe elementy łączące odlewy aluminiowe z tworzywami termoplastycznymi i kompozytami włókien węglowych.

Studia przypadków liderów branży aluminium i przyjęcie aluminium

Kilka dużych firm motoryzacyjnych zaakceptowało odlewanie aluminium na dużą skalę. Przykładem jest Tesla, która zwróciła na siebie uwagę stosując giga casting, czyli proces odlewania znacznych części szkieletu samochodu w jednym kawałku za pomocą wysokociśnieniowych maszyn do odlewania ciśnieniowego aluminium. Metoda ta radykalnie przyspiesza czas procesu, a także zmniejsza liczbę części, liczbę spawów i liczbę elementów złącznych, zapewniając łatwiejszy montaż i dodatkową sztywność strukturalną. Z drugiej strony, Ford wykorzystuje aluminiowe nadwozia w swojej serii ciężarówek F-150, ponieważ korzysta z możliwości zmniejszania masy aluminium, aby przeciwdziałać objętości i wytrzymałości swoich samochodów w celu osiągnięcia lepszej wydajności paliwowej bez utraty wytrzymałości.

BMW zaczęło stosować odlewy aluminiowe, szczególnie w podwoziach i układach napędowych swoich samochodów hybrydowych i elektrycznych. Dzięki aluminiowym elementom zawieszenia BMW poprawia również prowadzenie i wrażenia z jazdy po drodze poprzez obniżenie masy własnej. Te praktyczne przypadki wyjaśniają sposób, w jaki różni producenci dostosowują strategie odlewania aluminium do postrzegania marki i osiągów pojazdu.

Kontemplacja łańcucha dostaw i zaopatrzenia

• Producenci OEM nadal faworyzują lokalne operacje odlewania aluminium w celu ograniczenia emisji logistycznych.
• Dostawcy Tier-1 integrują się pionowo (odlewanie i obróbka skrawaniem).
• Aby poświadczyć, że źródła aluminium są zrównoważone, stosowane są również systemy identyfikowalności.

Samochodowe odlewy aluminiowe - kontrola jakości i standardy

Ponieważ wiele części samochodowych jest związanych z bezpieczeństwem, zapewnienie jakości odlewania aluminium ma kluczowe znaczenie. Odlewnie muszą być świadome surowych norm, w tym ISO/TS 16949, która reguluje obszar systemów zarządzania jakością w przemyśle motoryzacyjnym. Kilka środków zapewnienia jakości kontroli, w tym badania nieniszczące, obejmuje wykorzystanie kontroli rentgenowskiej, badań ultradźwiękowych i technik kontroli penetracyjnej barwnikiem, które są regularnie stosowane w celu identyfikacji wad wewnętrznych i powierzchniowych przed montażem części w pojeździe.

Innym ważnym obszarem jest kontrola procesu. Temperatura formy, szybkość chłodzenia i parametry czystości stopu muszą być dokładnie sprawdzane. Wady odlewnicze spowodowane niemetalicznymi zanieczyszczeniami lub wtrąceniami w stopionym aluminium mogą wpływać na wydajność. Aby temu zaradzić, stosuje się metody odgazowywania i filtracji. Niektóre odlewnie stosują również zaawansowane oprogramowanie symulacyjne do modelowania całego procesu odlewania, aby umożliwić inżynierom przewidywanie i korygowanie problemów związanych z odlewaniem przed rozpoczęciem produkcji. Takie inicjatywy zapewniają, że odlewy aluminiowe spełniają wysokie wymagania mechaniczne i bezpieczeństwa wymagane przez przemysł motoryzacyjny.

Lekkość i integracja nowych technologii: Droga przed nami

Oczekuje się, że w przyszłości rola odlewów aluminiowych stanie się jeszcze ważniejsza w produkcji samochodów, ponieważ filozofia projektowania samochodów ustąpi miejsca platformizacji, modularyzacji architektury pojazdów i systemom wielomieszankowym. Niewielka waga pozostanie priorytetem, nie tylko ze względu na oszczędność paliwa, ale także w celu zwiększenia zasięgu pojazdów elektrycznych, a także poprawy funkcjonalności systemów autonomicznych, w których równowaga i rozkład masy mają kluczowe znaczenie.

Więcej możliwości integracji z inteligentnymi materiałami i wbudowanymi czujnikami istnieje również w przyszłości. Naukowcy badają możliwości osadzania czujników w odlewanych częściach aluminiowych i monitorowania w czasie rzeczywistym poziomów naprężeń, temperatury i zmęczenia. Może to przynieść inteligentne elementy, które będą ostrzegać kierowców lub centra serwisowe jeszcze przed wystąpieniem awarii i pasować do przyszłości połączonych samochodów: konserwacji predykcyjnej.

Co więcej, dalszy postęp w tworzeniu nowych stopów aluminium, szkolenie w zakresie poprawy odporności na zmęczenie, plastyczności i odporności na ciepło, pozwoli na ich wykorzystanie w bardziej wymagających typach zastosowań. Technologie łączenia wielu materiałów, takie jak zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem, wiązanie klejowe, pomogą w płynnej integracji aluminium z kompozytami lub stalami o wysokiej wytrzymałości i zwiększą strukturalne i wielopłaszczyznowe wykorzystanie pojazdów istniejących we współczesnym świecie.

Strategiczna rola aluminium w architekturze pojazdów elektrycznych

• Umożliwia włączenie zestawów akumulatorów do platform strukturalnych (np. strukturalnych tac akumulatorów).
• Pozwala na zastosowanie jeszcze cieńszych, ale sztywnych paneli podwozia, aby zmniejszyć wysokość, a tym samym poprawić aerodynamikę każdego pojazdu.
• Pomaga rozpraszać ciepło w elektronicznym układzie napędowym, dzięki czemu dodatkowe systemy chłodzenia nie są wymagane.
• Umożliwia większe odlewy jednoczęściowe, co skutkuje zmniejszeniem kosztów spawania i konsolidacji części.

Specjalistyczne dostosowanie stopów samochodowych

• Części silnika są najlepiej produkowane z wysokokrzemowych stopów aluminium ze względu na ich odporność na zużycie.
• Stopy nadające się do obróbki cieplnej, takie jak A356 i A319, są specjalnie zaprojektowane do stosowania z materiałami wrażliwymi na wytrzymałość.
• Obecnie do hybrydowego stopu aluminium dodaje się magnez lub miedź w celu uzyskania lepszej stabilności termicznej.
• Opracowywane są specjalne mikrostruktury, dzięki którym można osiągnąć równowagę między wytrzymałością a plastycznością w obszarach odczuwających zderzenie.

Dostosowanie na poziomie regionalnym i trendy w dynamice rynku globalnego

Poziomy wykorzystania odlewów aluminiowych w przemyśle motoryzacyjnym różnią się znacznie w zależności od obszaru geograficznego, z różnymi czynnikami przyczyniającymi się do ich wykorzystania, takimi jak infrastruktura przemysłowa danego obszaru, przepisy ustanowione przez prawo ochrony środowiska i różnice w projektowaniu pojazdów. Ameryka Północna, a konkretnie Stany Zjednoczone, doświadczyły drastycznego wzrostu wykorzystania odlewów aluminiowych, zwłaszcza jeśli chodzi o produkcję pickupów, a także samochodów elektrycznych. Amerykańscy producenci samochodów przodują w innowacjach w zakresie wykorzystania odlewów aluminiowych do produkcji nadwozi i technologii odlewania aluminium, a dobra polityka rządowa sprzyja ich efektywności paliwowej i lekkości. W międzyczasie kraje Europy, w tym Niemcy, Francja i Wielka Brytania, koncentrują się na wysokowydajnej inżynierii i przestrzeganiu norm środowiskowych, dlatego częste wykorzystanie aluminium można zaobserwować w samochodach luksusowych, sportowych i elektrycznych. Europejskie odlewnie są szczególnie znane z precyzyjnych odlewów i rozwoju stopów.

Kraje Azji i Pacyfiku, takie jak Chiny, Japonia i Korea Południowa, szybko rozszerzają zastosowanie aluminium w przemyśle motoryzacyjnym. Chiny stały się światowym liderem w produkcji samochodów elektrycznych i intensywnie inwestują w lokalną infrastrukturę do odlewania i wytapiania aluminium. Japońscy producenci samochodów zawsze byli bardziej skoncentrowani na lekkich i paliwooszczędnych projektach samochodów, a ich ogromna wiedza w zakresie kompaktowych metod odlewania utrzymywała standard wraz z resztą świata. Przejście na aluminium staje się coraz silniejsze w Indiach, ponieważ rząd zachęca do mobilności elektrycznej i istnieje zwiększone zapotrzebowanie na energooszczędne pojazdy.

Mocne strony i możliwości w zakresie umiejętności w odlewniach aluminium

Ponieważ odlewanie aluminium staje się coraz bardziej wyrafinowane i kluczowe w procesie produkcji samochodów, oczywiste jest, że wymagana jest wysoko wykwalifikowana siła robocza. Stanowiska w odlewniach również ewoluowały do pewnego stopnia, wymagając większej wiedzy w zakresie materiałoznawstwa, kontrolowania procesu produkcyjnego i produkcji cyfrowej. Operatorzy powinni posiadać umiejętności wykraczające poza pracę fizyczną, aby gromadzić dane symulacyjne, rozumieć dane, obsługiwać zautomatyzowane maszyny i stosować środki zapewniania jakości. Robotyka i systemy nadzoru oparte na sztucznej inteligencji znalazły zastosowanie w większości dużych zakładów i zmieniły rolę inżynierów odlewnictwa, zamiast pracowników, jak to jest reprezentowane przez typowy, zorientowany na pracę sposób wykonania zadania.

Aby ułatwić tę zmianę, opracowywane są programy szkoleń technicznych, praktyk zawodowych i zacieśniana jest współpraca między uniwersytetami a przemysłem na całym świecie. Uczelnie i uniwersytety oferują nawet specjalistyczne kursy w zakresie odlewania metali lekkich, metalurgii stopów aluminium i zrównoważonej środowiskowo produkcji. Powinny również istnieć programy podnoszenia i zmiany kwalifikacji, aby sprostać rosnącemu niedopasowaniu umiejętności w branży odlewniczej. Współpraca interdyscyplinarna między odlewniami a działami projektowymi i badawczo-rozwojowymi w branży motoryzacyjnej stała się niezbędna, oferując nowemu pokoleniu specjalistów od odlewów skrzydłowych możliwość połączenia tradycyjnego kunsztu z technologią w jedną kategorię.

Niewielka waga przy niskim zużyciu paliwa

• Pojazdy o niskiej masie ograniczą zużycie hamulców i opon, minimalizując konieczność serwisowania.
• Zwiększa wydajność przyspieszania i hamowania w samochodach wyczynowych.
• Zmniejsza ilość energii zużywanej przez autonomiczne paczki i kompaktowe miejskie pojazdy z napędem elektrycznym.
• Zmniejsza obciążenie elementów zawieszenia i układu kierowniczego, skracając ich żywotność.

Badania i rozwój: Przełamanie kolejnego poziomu

Dalsze badania i rozwój odlewów aluminiowych mają kluczowe znaczenie dla rozwoju ich możliwości w sektorze motoryzacyjnym. Badania. Jest to obszar inwestycji badawczych uniwersytetów, motoryzacyjnych producentów OEM i firm zajmujących się materiałoznawstwem w zakresie produkcji stopów aluminium nowej generacji o ulepszonych właściwościach metalicznych i termicznych. Są to wytrzymałe stopy o wysokich temperaturach, stopy do silników z turbodoładowaniem i zaawansowane stopy konstrukcyjne do pojazdów elektrycznych. Również w tym przypadku trwają badania nad odlewaniem mniejszej liczby wad, takich jak porowate odlewy, pęknięcia i skurcz, dzięki pomysłowemu projektowaniu form, formowaniu stopów i nowszym metodom chłodzenia.

Ocena cyklu życia aluminium i możliwości recyklingu komponentów są jednym z głównych obszarów zainteresowania. Naukowcy opracowują również nowe metody separacji i oczyszczania, które zagwarantują, że aluminium z recyklingu nadal będzie wytrzymałe i odpowiednie do zastosowania w materiałach o wysokiej wydajności. Obecnie producent może uchwycić wpływ na środowisko każdej części aluminiowej od kołyski do grobu za pomocą narzędzi do modelowania cyklu życia, a tym samym może podejmować decyzje, które są bardziej przyjazne dla środowiska.

Trzecim priorytetowym obszarem badań są hybrydowe techniki odlewnicze, zwykle będące połączeniem odlewania i kucia lub produkcji addytywnej. Celem tych hybrydowych procesów jest połączenie najlepszych elementów obu technik, tak aby w rezultacie otrzymać komponent o bardzo wysokiej wydajności, wykonany z mniejszej ilości materiałów, dość szybko i bardziej trwały. Stale rosnące zastosowanie cyfrowych bliźniaków i uczenia maszynowego w kontroli procesów odlewania może również przekształcić zapewnianie jakości i planowanie produkcji oraz sprawić, że odlewanie aluminium będzie wysoce efektywne i przewidywalne.

Wnioski

Odlewy wykonane z aluminium stały się dziś podstawą rozwoju samochodów. Nie tylko pomagają zastąpić cięższe materiały, ale także przyczyniają się do umożliwienia zupełnie nowych architektur pojazdów i wspierania zrównoważonego rozwoju w całym łańcuchu dostaw. Odlewy aluminiowe pozostaną źródłem wytrzymałości, wydajności i elastyczności, których potrzebują platformy pojazdów, gdy dostosowują się do wyzwań związanych z elektryfikacją, autonomią i inteligentną łącznością.

Przyszłość niesie ze sobą więcej przełomów. Potencjał odlewów aluminiowych wzrośnie dzięki nowym umiejętnościom w dziedzinie materiałoznawstwa, inżynierii cyfrowej i automatyzacji procesów. Alternatywny materiał jest dziś postrzegany jako czynnik ułatwiający rozwiązania technologiczne w zakresie mobilności. Wartość aluminium wzrasta wraz z rosnącą presją wywieraną na producentów samochodów w celu przyjęcia standardów środowiskowych i wydajnościowych. Adaptacja odlewów aluminiowych do systemów mobilności przyszłości, zarówno w postaci lekkich miejskich pojazdów elektrycznych, jak i wysokowydajnych flot autonomicznych, nie tylko zdefiniuje sposób, w jaki pojazdy będą konstruowane, ale także sposób, w jaki będą się poruszać, komunikować i żyć w nadchodzących dziesięcioleciach.