Aluminiul turnat este unul dintre cele mai versatile și necesare materiale dintre miile de materiale care sunt utilizate pentru producerea vehiculelor. Industria globală a automobilelor este una dintre cele mai dinamice și mai rapide industrii din lume, care depinde strâns de inovare, eficiență și rentabilitate. Raportul rezistență/greutate, rezistența la coroziune și capacitatea de a rezista la condiții extreme au dus la utilizarea sa ca material de elecție în componentele auto, cum ar fi blocurile motorului și roțile. În acest articol se va face o analiză aprofundată a rolului furnizorilor de piese auto din aluminiu turnat, a locului furnizorilor în lanțul global de aprovizionare și a informațiilor pe care cumpărătorii trebuie să le cunoască înainte de a face alegerea corectă.

De asemenea, vom aborda în acest ghid necesitatea de a trata cu producători de încredere de piese auto din aluminiu turnat și nevoia de înaltă calitate piese auto din aluminiu turnat în diferitele tipuri de vehicule.

De ce aluminiul este metalul preferat în piesele auto

Utilizarea aluminiului în industria automobilelor nu este nouă; acesta a fost utilizat la începutul secolului al XX-lea, însă importanța sa a crescut foarte mult în ultimele decenii. Pe măsură ce tot mai multe organisme de reglementare continuă să preseze producătorii de automobile să reducă la minimum emisiile și să îmbunătățească eficiența consumului de combustibil, producătorii de automobile caută materiale ușoare care să nu le afecteze durabilitatea.

• Avantaj de greutate redusă: Aluminiul este de aproape trei ori mai ușor decât oțelul și, prin urmare, este aplicabil în reducerea greutății.
• Putere și tenacitate: Aluminiul turnat este ușor, dar are o rezistență mare la tracțiune, ceea ce înseamnă că poate rezista presiunii mecanice.
• Rezistență la coroziune: Condițiile din industria auto expun piesele la apă, sare și substanțe chimice. Aluminiul are un strat natural de oxid, care reduce coroziunea.
• Conductivitate termică: Aluminiul conduce rapid căldura, iar acest lucru este foarte necesar în piese precum capetele cilindrilor și carcasele motorului. 

Datorită acestor avantaje, producătorii de piese auto din aluminiu turnat sunt încă în curs de dezvoltare, astfel încât să poată atinge standardele moderne de inginerie cu aliaje și metode de turnare pentru a produce piese.

Procesul de fabricație al pieselor auto din aluminiu turnat

Pregătirea modelului și a matriței

Acest lucru se realizează prin dezvoltarea unui model care ar fi o copie a formei finale a piesei. Acest model poate fi realizat în ceară, în lemn sau în metal, în funcție de tehnica de turnare. Acesta este apoi turnat într-o matriță, unde mulajul poate fi din nisip (turnare în nisip), din oțel reutilizabil (turnare în matriță sau matriță permanentă) etc. Matrița trebuie să fie precisă, deoarece ea determină calitatea piesei.

Topirea aluminiului

Lingourile sau resturile de aluminiu reciclat sunt topite într-un cuptor cu temperaturi de aproximativ 660 °C (1220 °F). Elemente precum siliciul, magneziul sau cuprul pot fi adăugate în această etapă pentru a conferi metalului anumite caracteristici, astfel încât să poată fi utilizat în diverse aplicații auto.

Turnarea sau inocularea metalului

După ce aluminiul topit și rafinat a fost turnat sau injectat în matriță, matrița este umplută. În timpul turnării sub presiune înaltă, metalul este turnat în matriță unde este împins cu multă presiune pentru a garanta o turnare solidă și precisă. În cazul turnării în matriță permanentă sau în nisip, metalul topit este forțat în mod natural sau prin presiune scăzută să umple cavitatea matriței.

Răcirea și solidificarea

Metalul de aluminiu conținut în matriță se solidifică și se răcește, preluând forma matriței. Timpul necesar pentru răcire este determinat de dimensiunea și complexitatea unei piese. Este foarte important ca răcirea să fie controlată pentru a preveni tensiunile interne, fisurile sau porozitatea piesei turnate.

Îndepărtarea piesei turnate

Odată ce nisipul s-a solidificat, matrița este spartă (în metoda turnării în nisip) sau matrița/ matrița permanentă este deschisă (în metoda turnării în matriță/ matriță permanentă) pentru a elibera piesa nou formată. Se taie o cantitate superfluă de metal, care poate fi denumită "flash" sau "sprue".

Tratament termic și finisare

Tratamentul termic este utilizat pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice precum duritatea și rezistența multor piese turnate din industria auto. Piesele sunt apoi completate prin prelucrare, lustruire sau acoperire pentru a completa piesele la specificații precise.

Inspecția calității

În cele din urmă, fiecare componentă este inspectată și testată. Furnizorii sofisticați tind să implice testarea cu raze X, cu ultrasunete și dimensională, presupunând că producătorii de piese auto din aluminiu turnat furnizează componente de înaltă performanță fără defecte.

Utilizarea aluminiului turnat în industria automobilelor

Constructorii de automobile își bazează proiectele pe un spectru larg de piese din aluminiu turnat, care influențează atât performanța, cât și siguranța. Cele mai răspândite dintre acestea sunt cunoscute ca piese auto din aluminiu turnat:

• Blocuri motor: Greutate redusă. Acestea sunt turnate cu precizie pentru a rezista la presiuni de ardere ridicate.
• Capete de cilindru: Acestea sunt modelate în termeni de conductivitate termică și rezistență la căldură extremă.
• Carcase de transmisie: Permite rezistența fără greutate suplimentară.
• Componente de suspensie: Suspensia este construită cu ajutorul brațelor și suporturilor de control din aluminiu, care reduc masa nesuspendată a mașinii și îmbunătățesc manevrabilitatea.
• Roți și jante: Designul puternic și elegant sporește performanța și aspectul.
• Componente EVs: Vehiculele electrice au carcase de aluminiu în jurul bateriilor, care fac mașinile mai grele pentru a călători pe distanțe lungi.

Necesitatea acestor piese presupune că furnizorii trebuie să aibă o producție de nivel mondial. Principalii producători de piese auto din aluminiu turnat încorporează în prezent noi tehnologii precum turnarea sub presiune, turnarea în nisip, turnarea în matriță permanentă și turnarea în vid pentru a răspunde cerințelor multor clienți.

Materiale în piesele auto din aluminiu turnat

Aliaje de aluminiu

Aliajul de aluminiu este principala sursă de piese turnate pentru automobile. Aluminiul în forma sa cea mai pură este prea moale pentru a fi utilizat în majoritatea aplicațiilor auto, prin urmare este combinat cu alte componente pentru a-i conferi rezistență, durabilitate și rezistență la uzură. Aceste aliaje sunt concepute pentru a lucra sub forțele motoarelor, suspensiilor și sistemelor de înaltă performanță cu o greutate minimă.

Principalele elemente de aliere

Se adaugă diverse metale aluminiului pentru a-i îmbunătăți caracteristicile. Siliciul (Si) îmbunătățește capacitatea de turnare și minimizarea uzurii, prin urmare este utilizat de obicei în piesele de motor. Magneziul (Mg) este utilizat pentru întărire și rezistență la coroziune și, prin urmare, este aplicabil în roți și componente structurale. Cuprul (Cu) este un întăritor și, de asemenea, prelucrabil; cu toate acestea, este aplicat mai ales în aplicații la temperaturi scăzute. Zincul (Zn) poate fi, de asemenea, adăugat ca agent de întărire, dar nu este utilizat pe scară largă în componentele auto de înaltă temperatură.

Tipuri comune de aliaje

Există o serie de aliaje de aluminiu care sunt populare în industria auto. Aliajele Al-Si sunt utilizate în blocuri motor, capete de cilindri și carcase de transmisie datorită capacității lor de a face față căldurii și uzurii. Datorită greutății reduse și rezistenței la coroziune, aliajele Al-Mg sunt preferate la fabricarea roților, a pieselor de caroserie și a părților de șasiu. Rezistența aliajelor Al-Cu este apreciată, iar multe componente care sunt supuse unor sarcini grele sau unor tensiuni ridicate sunt fabricate din Al-Cu.

Sustenabilitate și reciclare

Unul dintre cele mai mari merite ale aluminiului este faptul că poate fi reciclat. Spre deosebire de majoritatea materialelor, aluminiul este reciclabil cu ușurință și nu se pierde în acest proces. Lingourile de aluminiu reciclat sunt acum utilizate de mulți furnizori moderni în tehnologia lor, o tehnologie care nu numai că reduce impactul asupra mediului, dar asigură și reducerea costurilor. Acest lucru face din turnarea aluminiului o soluție foarte durabilă pentru sectorul auto.

Principalele caracteristici ale furnizorilor de piese auto din aluminiu turnat

Selectarea unui furnizor poate fi un succes sau un eșec pentru linia de producție a unui producător auto. Furnizorii fiabili de aluminiu turnat au câteva caracteristici comune cu ceilalți:

Standarde de calitate și certificări

Certificarea internațională a calității ar trebui să fie acceptabilă pentru furnizori, apoi este fie ISO/TS 16949, fie IATF 16949, care demonstrează o schimbare în coerența calității. Cei mai de succes producători de piese auto din aluminiu turnat nu numai că respectă normele și reglementările, dar oferă și metode mai avansate de inspecție, cum ar fi razele X sau măsurile cu ultrasunete.

Capacitatea și tehnologia de producție

Turnătoriile de mare capacitate și echipamentele moderne ale furnizorilor vor fi capabile să livreze comenzi mari la timp. Procese precum turnarea sub presiune înaltă și turnarea sub presiune joasă sporesc precizia pieselor, reduc porozitatea și îmbunătățesc uniformitatea.

Asistență tehnică și personalizare

Întreprinderile din sectorul automobilelor tind să aibă nevoie de piese personalizate. Furnizorii interni, inclusiv cei care dispun de cercetare și dezvoltare internă, ar putea ajuta clienții în proiectarea pieselor, testarea prototipurilor și, de asemenea, în iterații rapide.

Fiabilitatea lanțului de aprovizionare

Fabricarea automobilelor în lume se bazează pe calendare rigide. Furnizorii care sunt de încredere dispun de sisteme logistice performante și de planuri de urgență pentru a ocoli problema.

Competitivitatea costurilor

Pe măsură ce calitatea este factorul cheie, eficiența costurilor este, de asemenea, importantă. Un furnizor eficient este unul care este accesibil și în același timp durabil, astfel încât piesele auto din aluminiu turnat să fie accesibile tuturor tipurilor de vehicule.

Forme de piese auto din aluminiu turnat

Turnare sub presiune

Cea mai populară metodă de fabricare a pieselor auto de volum mare este turnarea sub presiune a aluminiului. Aluminiul topit este forțat să intre într-o matriță de oțel la presiune ridicată, ceea ce formează forme perfecte și complicate. Acesta este cel mai bun proces de utilizare pentru componente precum carcasele transmisiei, blocurile motorului și cele structurale, deoarece sunt uniforme și puternice, cu un finisaj fin al suprafeței.

Sand Casting

Turnarea în nisip presupune turnarea aluminiului în nisip. Este foarte versatilă și, prin urmare, poate fi utilizată pentru piese mari, cum ar fi blocuri motor și capete de cilindri, în cazul unor volume de producție reduse. Deși turnarea în nisip nu are precizia turnării sub presiune, este ieftină și poate fi utilizată pentru a realiza prototipuri și piese turnate la comandă.

Turnarea permanentă a matrițelor

În cazul turnării cu matrițe permanente, se folosesc matrițe permanente din oțel sau fier, spre deosebire de nisip. Astfel, se obține o piesă mai rezistentă, cu o calitate superioară a suprafeței, comparativ cu turnarea în nisip. Se aplică de obicei la roți, brațe de suspensie și elemente structurale care necesită durabilitate și consistență.

Turnare la presiune scăzută

Turnarea la presiune scăzută este metoda de a introduce aluminiu topit într-o matriță prin presiunea gazului. Acest proces sporește rezistența și minimizează porozitatea și calitățile mecanice ale articolelor, ceea ce este eficient pentru roți, frâne și alte componente importante de siguranță care necesită rezistență și fiabilitate.

Turnare în vid

Atunci când sunt necesare calitatea finală și integritatea structurii, se aplică turnarea în vid. De asemenea, este capabilă să producă o rezistență ridicată și să reducă porozitatea din matriță prin eliminarea aerului și a gazelor în procesul de turnare. Aceasta este utilizată în mod obișnuit la componentele de calitate aerospațială și a fost, de asemenea, utilizată în aplicații auto de înaltă performanță, cum ar fi motoarele de curse.

Lumea componentelor auto din aluminiu turnat

Piața pieselor din aluminiu turnat a înregistrat o creștere constantă din cauza creșterii ratelor de fabricație a vehiculelor și a adaptării lumii la mobilitatea electrică. Vom analiza următoarele tendințe care definesc această piață:

Creșterea cererii de vehicule electrice (EV)

Producătorii de vehicule electrice se bazează foarte mult pe aluminiu ca supliment la pachetele mari de baterii. Sistemele EV încorporează carcase, structuri și sisteme de răcire din aluminiu turnat.

Sustenabilitate și reciclare

Este posibilă reciclarea a 100 % din aluminiu fără ca caracteristicile materialului să se piardă. O serie de producători de piese auto din aluminiu turnat sunt în funcțiune cu sisteme de reciclare pentru a satisface nevoile de durabilitate ale producătorilor de automobile și pentru a reduce implicațiile asupra mediului.

Centre regionale de producție

Asia-Pacific: China și India sunt fruntașe în ceea ce privește capacitatea de producție și există mulți furnizori atât pe piața internă, cât și în străinătate.

Europa: Germania, Italia și Europa de Est au o experiență vastă în domeniul turnării de precizie pentru industria auto.

America de Nord: Furnizorii pentru producătorii mondiali de automobile sunt numeroși în SUA și Mexic.

Avansuri tehnologice

Practicile Industry 4.0 implementate de furnizori includ monitorizarea bazată pe IoT, automatizarea robotizată și întreținerea predictivă pentru a deveni mai eficienți.

Piese din aluminiu turnat în industria auto?

Motor și grup motopropulsor

Aluminiul turnat este utilizat pe scară largă în blocuri motor, capete de cilindri, carcase de ulei și carcase de transmisie. Aceste secțiuni au avantajul de a fi ușoare, rezistente la căldură și la coroziune și, prin urmare, vehiculele sunt eficiente și nu slabe.

Șasiu și suspensie

Brațele de control, articulațiile de direcție și cadrele inferioare sunt materiale comune care constau din aluminiu turnat. Aceste componente reduc masa nesuspendată, ceea ce îmbunătățește manevrabilitatea, confortul la rulare și consumul de combustibil.

Roți și exterior

Jantele din aliaj sunt fabricate în cea mai mare parte din aluminiu turnat, deoarece sunt rezistente și au o greutate mai mică la rotire. Suportul oglinzii, șina de acoperiș și câteva panouri structurale sunt, de asemenea, fabricate din aluminiu pentru a fi robuste și flexibile în design.

Vehicule electrice (EV)

Carcasele bateriilor, carcasele motoarelor și sistemele de răcire din vehiculele electrice se bazează pe aluminiu turnat. Greutatea redusă a acestuia compensează bateriile grele, iar caracteristicile termice ale elementului permit reglarea temperaturii și asigurarea unei mai bune siguranțe.

Problemele industriei

Indiferent de dezvoltarea sa, industria aluminiului turnat trebuie să facă față mai multor probleme:

• Prețul aluminiului este volatil - Prețul aluminiului variază în funcție de oferta și cererea de aluminiu la nivel mondial și afectează furnizorii.
• Legislația de mediu - Legile stricte privind emisiile din turnătorii înseamnă că utilizarea tehnologiilor mai curate este costisitoare.
• Perturbările lanțului de aprovizionare - Evenimentele internaționale, inclusiv pandemiile sau disputele politice, au capacitatea de a încetini expedierile și de a crește cheltuielile.
• Competiție - Există numeroși alți concurenți pe piață sub forma altor producători de piese auto din aluminiu turnat și, prin urmare, furnizorii trebuie să se distingă prin inovație și prin furnizarea de servicii.

Selectarea furnizorului potrivit

În cazul companiilor din industria auto, selectarea unui furnizor adecvat nu este o problemă de preț, ci de relații pe termen lung. În continuare sunt prezentate etapele de evaluare a furnizorilor:

1. Determinați calificările acestora și respectarea standardelor internaționale.
2. Verificați studiile lor de caz și portofoliul lor pentru a determina fiabilitatea.
3. Vizitați instalațiile lor, acolo unde este posibil, pentru a vedea capacitățile de producție.
4. Cel mai bine este să căutați mai întâi prototipuri și apoi să vă angajați în producția de masă.
5. Comparați rețelele logistice pentru a livra la timp.

În cele din urmă, cele mai bune relații obținute sunt cele în care furnizorul este congruent cu nevoile tehnice, considerentele legate de costuri și obiectivele de durabilitate ale producătorului de automobile.

Viitorul pieselor auto din aluminiu turnat

În viitor, piesele auto din aluminiu turnat vor avea o cerere ridicată. Această tendință va fi motivată de mai mulți factori:

• Electrificarea vehiculelor: Odată cu creșterea numărului de vehicule electrice în întreaga lume, componentele din aluminiu turnat vor deveni un aspect major în siguranța, eficiența și eficacitatea acestor vehicule.
• Cerințe de ușurare: Legislația din Europa, America de Nord și Asia va obliga și mai mult producătorii să recurgă la materiale mai ușoare.
• Inovație în dezvoltarea aliajelor: The Dezvoltarea unei noi generații de aliaje care sunt mai puternice și au caracteristici termice mai bune va crește utilizarea aluminiului.
• Combinație cu fabricarea aditivă: Furnizorii au încercat să combine turnarea convențională cu imprimarea 3D pentru a minimiza risipa și a îmbunătăți proiectarea pieselor.

Prin intermediul acestor tendințe, majoritatea producătorilor majori de piese auto din aluminiu turnat vor rămâne în fruntea industriei.

Despre GC Precision Mould

La GC Precision Mould, ne ocupăm de furnizarea de piese auto de înaltă calitate realizate din aluminiu turnat către marii producători la nivel global. Dispunând de tehnologii moderne de turnare, de cele mai noi instalații și punând accentul pe precizie, suntem în măsură să oferim componente care îndeplinesc cerințele stricte ale industriei auto moderne. Produsele noastre, inclusiv carcasele blocului motor și ale transmisiei, roțile, componentele suspensiei și carcasele bateriilor EV, sunt concepute pentru a fi puternice, durabile și performante.

Colaborăm cu clienții pentru a le oferi soluții personalizate, începând cu dezvoltarea prototipurilor și până la întreaga linie de producție, asigurându-ne că aceasta este eficientă și fiabilă la toate nivelurile. Cu o combinație de management riguros al calității, durabilitate și noi tehnologii de aliaj, GC Precision Mould este un partener de încredere al producătorilor de automobile și al furnizorilor de nivel unu. Ne concentrăm pe furnizarea de soluții pentru mobilitatea viitorului prin susținerea aluminiului turnat ușor, eficient și fiabil.

Concluzie

Sectorul auto se confruntă cu o schimbare enormă, iar aluminiul turnat are un rol important de jucat în viitorul sectorului. Tehnologia de turnare a aluminiului se află în centrul designului contemporan al vehiculelor, deoarece a îmbunătățit eficiența consumului de combustibil și a facilitat creșterea ridicată a vehiculelor electrice.

Pentru cumpărători, cooperarea cu furnizori reputați de piese auto din aluminiu turnat va asigura componente durabile, ușoare și accesibile, care pot satisface nevoile automobilelor moderne. Furnizorii care au o combinație de cunoștințe tehnice, producție ridicată și fiabilitate logistică sunt cei mai în măsură să ofere valoare.

Odată cu concentrarea continuă asupra sustenabilității și inovației în rândul producătorilor de automobile, relația dintre OEM și așa-numiții producători de piese auto din aluminiu turnat va fi și mai importantă. Nevoia de piese auto din aluminiu turnat de înaltă calitate la nivel mondial va continua să crească, iar furnizorii care se vor adapta la tehnologiile emergente și la dinamica pieței nu vor fi dispensabili în lanțul de aprovizionare auto.

Întrebări frecvente

Ce tipuri de piese produce GC Precision Mould?

Linia noastră de produse cuprinde o mare varietate de componente auto din aluminiu turnat, cum ar fi blocuri motor, capete de cilindri, carcase de transmisie și componente de suspensie, în plus față de carcasele de baterii EV.

Care considerați că sunt metodele dumneavoastră de turnare?

Ne ocupăm direct de turnarea sub presiune înaltă, turnarea în matriță permanentă și turnarea în nisip în funcție de complexitatea și nevoile fiecărei piese.

Proiectarea și prototiparea sunt personalizate?

Da, grupul nostru de ingineri colaborează cu clienții noștri de la concept la prototip pentru a se asigura că o componentă este specifică pentru o anumită utilizare a automobilului.

Care sunt modalitățile de asigurare a calității GC Precision Mould?

Aderăm la cele mai bune practici internaționale, cum ar fi IATF 16949, și utilizăm echipamente de inspecție moderne, cum ar fi raze X și echipamente cu ultrasunete, pentru a ne asigura că piesele finale sunt fără defecte.

GC Precision Mould este capabilă să asigure cantități mari de producție?

Absolut. Având echipamente moderne și facilități de producție productive, suntem capabili să procesăm lucrări mici la comandă, precum și comenzi de producție la scară largă.