Electric vehicle castings incorporates cutting-edge methods like giga casting to make complex, lightweight automotive parts. Electric vehicles are dominating the global automotive market. De acordo com a Market Watch, as vendas de carros ev aumentaram de 1 milhão para 1,6 milhão em 2023. Technology like electric vehicle castings with giga casting technique is offering a sustainable alternative to gasoline-powered cars.
Principais conclusões:
- EV Castings process
- Processo de fundição de veículos elétricos
- Materiais de fundição EV
- Novas ligas e compostos na fundição sob pressão de 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. Projeto e criação 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. Preparação de materiais
A etapa de preparação do material é essencial para obter resultados de alta qualidade na fundição. Essa etapa envolve a seleção e a preparação de ligas metálicas, como o alumínio. O alumínio é o metal comumente usado na fundição de veículos elétricos devido às suas propriedades de leveza e resistência. Os fabricantes derretem as ligas em fornos a uma temperatura específica e as preparam para o processo de fundição.
3. Métodos de fundição
EV castings components can be produced by adapting several casting methods, each with its specific advantages and applications.
I. Fundição sob pressão
II. Fundição por gravidade
III. Outras técnicas de fundição
I. Fundição sob pressão
Visão geral do 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.
Benefícios para veículos elétricos
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.
Aplicações em veículos elétricos
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. Fundição por gravidade
Visão geral do 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.
Benefícios para veículos elétricos
É vantajoso para a criação de peças grandes e de paredes espessas que exigem integridade estrutural superior. Ele pode produzir produções menores ou componentes especializados de forma econômica.
Aplicações em veículos elétricos
Esse procedimento é usado para fabricar blocos de motor, peças de suspensão e outros elementos estruturais em que são necessárias alta resistência e durabilidade.
III. Outras técnicas de fundição
Fundição em areia
Um molde é criado a partir de uma mistura de areia para despejar o metal derretido na cavidade do fundição de alumínio em areia método. Ele é adequado para a produção de componentes grandes e complexos com detalhes intrincados.
Fundição por revestimento
É uma estratégia de fundição eficaz que pode ser empregada para produzir peças em dimensões perfeitas com melhores acabamentos de superfície, também chamada de fundição por cera perdida. Essa técnica inclui a criação de um molde de cera da peça coberto com um revestimento de cerâmica e, em seguida, a fusão da cera para fazer um molde.
4. Resfriamento e solidificação
Essa etapa inclui o resfriamento e a solidificação do metal depois que ele é injetado no molde ainda fundido. A taxa de resfriamento pode afetar diretamente a microestrutura e as propriedades mecânicas dos componentes finais. Portanto, a técnica de controle de resfriamento ajuda a obter a resistência e a durabilidade desejadas.
5. Remoção e limpeza
Após o processo de resfriamento e solidificação, a peça fundida é removida do molde por meio da quebra do molde feito com uma mistura de areia ou da abertura do molde no caso do HPDC.
6. Acabamento e inspeção
A usinagem adicional, o polimento e a aplicação de qualquer revestimento necessário são feitos durante o processo de acabamento e inspeção. Essa fase ajuda o fabricante a criar componentes com acabamentos de superfície e dimensões precisas. A etapa de inspeção garante que o resultado atenda ao padrão de qualidade exigido.
Benefícios das peças fundidas EV
As técnicas de fundição sob pressão oferecem várias vantagens para moldar o futuro dos veículos elétricos, especialmente quando se trata de questões como peso, design e custo. Vamos descobrir esses benefícios:
Redução de peso e maior alcance de direção
Seu principal benefício para os veículos elétricos é a redução de peso. As seleções de materiais leves, como o alumínio em HPDC (fundição sob pressão de alta pressão), reduzem o peso total dos veículos. Os veículos leves têm maior eficiência e maior autonomia de direção.
Flexibilidade de projeto e geometrias complexas
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.
Custo-benefício e escalabilidade
Os processos de HPDC e de fundição por gravidade são econômicos e escalonáveis. Entretanto, os custos iniciais de configuração para a criação de moldes e equipamentos podem ser altos. O custo por unidade diminui significativamente com o aumento dos volumes de produção. Essa escalabilidade ajuda a tornar os veículos elétricos mais econômicos e acessíveis a um mercado mais amplo.
Integridade estrutural e durabilidade aprimoradas
As peças fundidas para veículos elétricos aumentam a integridade estrutural e a durabilidade dos veículos para fins de segurança e longevidade. Esse método evita que os componentes formem tensões internas, garantindo excelentes propriedades mecânicas. Isso pode ser necessário para peças expostas a altas cargas e tensões, como suspensões e compartimentos de bateria.
Benefícios do gerenciamento térmico
O gerenciamento térmico é outro benefício eficaz das fundições de EV. Os componentes fabricados por meio de processos de fundição podem incluir soluções de resfriamento integradas. A fundição ajuda a gerenciar o calor com mais eficiência e melhora o desempenho geral e a segurança do veículo.
Materiais usados em fundições EV
A seleção adequada do material de fundição faz uma grande diferença nos resultados de produção. O fabricante pode criar com sucesso veículos leves com desempenho aprimorado escolhendo os materiais certos. Vamos descobrir as opções disponíveis que podem ser empregadas para a fundição de EV.
Ligas de alumínio
As ligas de alumínio oferecem excelentes recursos, como usinabilidade, baixa densidade, durabilidade, resistência à ferrugem e boa conformabilidade. Esse material é significativamente leve e possui resistência adequada para vários componentes de veículos elétricos, além de oferecer boa conformabilidade. Sua característica superior de resistência à corrosão exibe a longevidade das peças de veículos elétricos expostas a condições ambientais.
Ligas de alumínio específicas
Ligas de alumínio específicas como A356, A6061 e 7050 possuem alta resistência, capacidade de fundição e boa resistência à corrosão, o que as torna a escolha preferida para fundição. Essas ligas são usadas para atender aos requisitos de resistência e durabilidade de peças como carcaças de motores, aplicações de alta tensão e gabinetes de bateria.
Ligas de magnésio
As ligas de magnésio, como o AZ81D, oferecem propriedades de leveza e facilidade de fundição. Esses materiais são adequados para componentes que exigem economia de peso, como estruturas de baterias e peças estruturais. O avanço nas tecnologias de revestimento tem sua viabilidade, apesar de sua menor resistência à corrosão.
Ligas de zinco
O material de zinco pode ser usado na fabricação de peças pequenas e complexas que exigem excelente estabilidade dimensional. Essas ligas podem ser combinadas com alumínio e magnésio, permitindo que o fabricante otimize o desempenho de cada componente. Garantir o equilíbrio entre peso, resistência e durabilidade em veículos elétricos.
Fundição de múltiplos materiais
A fundição multimaterial envolve combinações de diferentes ligas em um único componente. Essa técnica pode aprimorar os recursos de desempenho, como gerenciamento térmico e integridade estrutural, e ajudar a reduzir o peso. Ela é vantajosa para a criação de peças complexas que precisam de propriedades variadas em várias seções.
Aplicações das peças fundidas EV
● Carcaças de motor
● Bandejas de bateria
● Caixas de transmissão
● Dissipadores de calor
● Inversores
Carcaças de motor
As peças da carcaça do motor protegem os motores elétricos contra danos externos e garantem o gerenciamento térmico adequado. Em particular, o alumínio e o magnésio são usados para criar esse componente devido à sua leveza, resistência e excelentes propriedades de dissipação de calor.
Bandejas de bateria
As bandejas de bateria prendem e mantêm as células da bateria de veículos elétricos e podem ser produzidas com materiais leves, como o alumínio. Essas ligas reduzem o peso total do veículo e melhoram a autonomia de condução. Além disso, essas bandejas são projetadas para serem resistentes e anticorrosivas, garantindo a longevidade das peças.
Caixas de transmissão
As caixas de transmissão em veículos elétricos servem como componentes responsáveis pela transferência de potência do motor para as rodas. Os materiais de alumínio são uma escolha adequada para criar essa aplicação. Porque ele tem alta resistência e a capacidade de suportar as tensões mecânicas da transmissão de energia.
Dissipadores de calor
os componentes eletrônicos dos veículos elétricos geram calor excessivo que pode ser gerenciado com a utilização de dissipadores de calor. O alumínio pode atender às necessidades dessas aplicações em termos de condutividade térmica superior. Ele ajuda a manter a temperatura operacional ideal e reduz as chances de superaquecimento.
Inversores
Os fabricantes utilizam aplicativos de inversores para converter a corrente contínua do veículo em corrente alternada. Eles produzem essas peças com alumínio para torná-las eficazes na dissipação de calor e na proteção de componentes eletrônicos sensíveis.
Desafios e limitações das fundições de EV
Para enfrentar os diversos desafios, a incorporação de VEs exige inovações contínuas na ciência dos materiais, na tecnologia de fundição e na montagem. Descubra alguns dos desafios assustadores e as limitações dos VEs.
● Propriedades do material
● Porosidade e defeitos de fundição
● Junção e montagem
Propriedades do material
As propriedades do material desempenham um papel fundamental nos resultados de saída. Elas apresentam características inerentes e podem nem sempre fornecer a resistência e a durabilidade necessárias para determinadas aplicações. A seleção do material para fundição EV precisa equilibrar a redução de peso com o desempenho mecânico, o que pode ser uma troca complicada.
Porosidade e defeitos de fundição
A porosidade e vários defeitos de fundição são preocupações cruciais na fabricação de fundição sob pressão. A porosidade ou a presença de pequenas bolsas de ar pode ocorrer durante o processo de fundição do metal.
Esse defeito pode enfraquecer a integridade estrutural dos componentes e pode ser causado por vários fatores. Por exemplo, má administração da técnica de fundição, projeto inadequado do molde ou contaminação. Esse desafio exige um controle rigoroso do processo e métodos avançados de inspeção de qualidade.
Junção e montagem
A união e a montagem indicam outro desafio crucial dos componentes fundidos em veículos elétricos. Os métodos tradicionais de soldagem e fixação são preferidos para materiais leves, como alumínio e magnésio.
As diferenças na expansão térmica e as necessidades de alinhamento preciso podem causar complicações no processo de montagem. Para eliminar esse desafio, é necessária a soldagem por fricção ou a colagem adesiva. Isso pode garantir a capacidade de resistência e a confiabilidade das peças fundidas.
O futuro da fundição de EV
A integração de tecnologias de ponta e ligas adequadas impulsionará a evolução das peças fundidas para veículos elétricos. No entanto, seu futuro reserva um imenso potencial para mais avanços e descobertas:
● Manufatura aditiva para moldes de fundição
● Simulação e modelagem
● Novas ligas e compostos
Manufatura aditiva para moldes de fundição
O setor de componentes de veículos elétricos está se revolucionando por meio da manufatura aditiva ou impressão 3D. Essa tecnologia reduz os prazos de entrega e os custos, oferecendo prototipagem rápida e personalização de projetos complexos.
Além disso, essa fabricação aumenta a eficiência geral e a qualidade das peças, permitindo geometrias de molde mais complexas e precisas.
Novas ligas e compostos na fundição sob pressão de EV
Ligas de alumínio
- A380
- 6061
Propriedades das ligas de alumínio para fundição sob pressão EV
- Densidade: Aproximadamente 2,7 g/cm³
- Ponto de fusão: 660°C (1220°F)
- Módulo de Young: 69 GPa (10.000 ksi)
- Resistência à tração: 90-690 MPa (13-100 ksi)
- Resistência ao rendimento: 50-600 MPa (7-87 ksi)
- Alongamento na ruptura: 1-40%
- Condutividade térmica: 150-200 W/m-K
Ligas de magnésio
- AZ91D
- AM60
Propriedades das ligas de magnésio para fundição sob pressão EV
- Densidade: Aproximadamente 1,74 g/cm³
- Ponto de fusão: 650°C (1202°F)
- Módulo de Young: 45 GPa (6.500 ksi)
- Resistência à tração: 150-340 MPa (22-49 ksi)
- Resistência ao rendimento: 65-230 MPa (9-33 ksi)
- Alongamento na ruptura: 2-10%
- Condutividade térmica: 60-90 W/m-K
Ligas de zinco
- Zamak 3
- Zamak 5
Propriedades das ligas de zinco para fundição sob pressão EV
- Densidade: Aproximadamente 6,6-6,7 g/cm³
- Ponto de fusão: 420°C (788°F)
- Módulo de Young: 83 GPa (12.000 ksi)
- Resistência à tração: 250-400 MPa (36-58 ksi)
- Resistência ao rendimento: 150-300 MPa (22-43 ksi)
- Alongamento na ruptura: 1-10%
- Condutividade térmica: 110-120 W/m-K
Conclusão:
Electric vehicle castings manufacturers are constantly seeking new ways to incorporate ev castings parts. Aludiecasting oferece uma gama diversificada de técnicas de fundição de EV. Usamos ligas de alumínio leves para fabricar peças personalizadas, como carcaças de motor e bandejas de bateria.
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