Elektrikli araç dökümü, karmaşık, hafif otomotiv parçaları yapmak için giga döküm gibi en son yöntemleri içerir. Elektrikli araçlar küresel otomotiv pazarını domine ediyor. Market Watch'a göre, 2023 yılında ev tipi otomobil satışları 1 milyondan 1,6 milyona yükselecek. Giga döküm tekniği ile elektrikli araç dökümü gibi teknolojiler, benzinle çalışan araçlara sürdürülebilir bir alternatif sunuyor.

Anahtar Çıkarımlar:

1.       EV Döküm süreci

2.       Elektrikli Araç döküm süreci

3.       EV döküm malzemeleri

4.       EV Basınçlı Dökümde Yeni Alaşımlar ve Kompozitler

EV Döküm Prosesleri

Elektrikli araç dökümü, yüksek kaliteli, verimli parçalar üretmek için kritik adımlar içeren kapsamlı bir süreçtir. Farklı bileşenleri şekillendirmek için farklı avantajlar ve sınırlamalar sunar. Tasarım, malzeme hazırlama, çeşitli döküm yöntemleri ve döküm sonrası prosedürler dahil olmak üzere elektrikli araç dökümünde yer alan temel süreçleri inceleyelim.

1.     Tasarım ve Kalıp Oluşturma

Elektrikli araç dökümleri, kalıp tasarlama ve oluşturmanın temel adımını içerir. Bu süreçte, gerekli elektrikli araç bileşenlerinin hassas ve karmaşık tasarımlarını oluşturmak için bilgisayar destekli tasarım yazılımı uyarlanır. Bu tasarımlar, dökümde yer alan yüksek basınçlara ve sıcaklıklara dayanabilir. Oluşturulduktan sonra çelikten veya diğer dayanıklı malzemelerden yapılmış kalıplar oluşturmak için kullanılırlar.

2.     Malzeme Hazırlama

Dökümde yüksek kaliteli sonuçlar elde etmek için malzeme hazırlama adımı çok önemlidir. Bu aşama, alüminyum gibi metal alaşımlarının seçilmesini ve hazırlanmasını içerir. Alüminyum, hafifliği ve mukavemet özellikleri nedeniyle elektrikli araç dökümünde yaygın olarak kullanılır. Üreticiler alaşımları fırınlarda belirli bir sıcaklığa kadar eritir ve döküm işlemi için hazırlar.

3.     Döküm Yöntemleri

EV bileşenleri, her birinin kendine özgü avantajları ve uygulamaları olan çeşitli döküm yöntemleri uyarlanarak üretilebilir.

                                I.            Yüksek Basınçlı Basınçlı Döküm

                              II.            Yerçekimi Döküm

                            III.            Diğer Döküm Teknikleri

       I.            Yüksek Basınçlı Basınçlı Döküm

Sürece Genel Bakış

Yüksek basınçlı kalıp döküm yaklaşımında, erimiş metal aşırı basınç altında bir kalıp boşluğuna enjekte edilir. Bu yöntem, mükemmel yüzey kalitesi ve boyutsal doğruluğa sahip bileşenleri ustalıkla üretebilir. 

Elektrikli Araçlar için Faydalar

Bu süreç, büyük ve karmaşık parçaları tek parça halinde üreten elektrikli araçlar için faydalıdır. Gerekli bağlantı ve kaynak sayısını azaltmaya yardımcı olur. Bileşenlerin yapısal bütünlüğünü geliştirir ve ağırlıklarını azaltır. Bu da aracın etkinliğini ve menzilini artırır.

Elektrikli Araçlardaki Uygulamalar

Elektrikli araç üreticisi yüksek basınçlı kalıp döküm prosesini (HPDC) tercih ediyor. Bu yöntem, büyük, tek parçalı dökümler oluşturmalarını sağlar. Özellikle akü muhafazaları, motor muhafazaları ve yapısal parçalar gibi çeşitli elektrikli araç parçalarını yapmak için kullanılır.

     II.            Yerçekimi Döküm

Sürece Genel Bakış

Üreticiler yerçekimiyle döküm tekniğini kullanarak erimiş metali bir kalıba döker ve bu metal yerçekimiyle yerine çekilir. Yüksek basınçlı dökümden daha basit bir yöntemdir. Bu teknik, dökümlerin kalitesini artırmak için dökme işlemi üzerinde hassas kontrol gerektirir.

Elektrikli Araçlar için Faydalar

Üstün yapısal bütünlük gerektiren büyük, kalın duvarlı parçalar oluşturmak için faydalıdır. Daha küçük üretimleri veya özel bileşenleri uygun maliyetli bir şekilde üretebilir.

Elektrikli Araçlardaki Uygulamalar

Bu prosedür, yüksek mukavemet ve dayanıklılığın gerekli olduğu motor blokları, süspansiyon parçaları ve diğer yapısal elemanların üretiminde kullanılır.

  III.            Diğer Döküm Teknikleri

Kum Döküm

Erimiş metali kalıp içindeki boşluğa dökmek için kum karışımından bir kalıp oluşturulur. alümi̇nyum kum döküm yöntem. Karmaşık detaylara sahip karmaşık, büyük bileşenlerin üretimi için uygundur.

Yatırım Döküm

Kayıp mum dökümü olarak da adlandırılan bu teknik, daha iyi yüzey kalitesine sahip mükemmel boyutlarda parçalar üretmek için kullanılabilecek etkili bir döküm stratejisidir. Bu teknik, parçanın seramik bir kabukla kaplı bir balmumu kalıbının oluşturulmasını ve ardından bir kalıp yapmak için balmumunun eritilmesini içerir.

4.     Soğutma ve Katılaşma

Bu adım, metalin hala erimiş haldeyken kalıba enjekte edildikten sonra soğutulmasını ve katılaştırılmasını içerir. Soğutma hızı, nihai bileşenlerin mikroyapısını ve mekanik özelliklerini doğrudan etkileyebilir. Bu nedenle, kontrollü soğutma tekniği istenen mukavemet ve dayanıklılığın elde edilmesine yardımcı olur.

5.     Sökme ve Temizleme

Soğutma ve katılaştırma işleminden sonra, kum karışımı ile yapılan kalıp kırılarak veya HPDC durumunda kalıp açılarak döküm kalıptan çıkarılır. ayrıca, artık kalıp malzemelerinin, flaşın veya oksit tabakalarının çıkarıldığı temizleme adımını içerir.

6.     Son İşlem ve Denetim

Ek işleme, parlatma ve gerekli kaplamaların uygulanması son işlem ve inceleme sürecinde yapılır. Bu aşama, üreticinin yüzey kalitesi ve doğru boyutlara sahip bileşenler oluşturmasına yardımcı olur. Denetim adımı, çıktının gerekli kalite standardını karşılamasını sağlar.

EV Dökümlerinin Faydaları

Kalıp döküm teknikleri, özellikle ağırlık, tasarım ve maliyet gibi konularla uğraşırken, elektrikli araçların geleceğini şekillendirmek için çeşitli avantajlar sağlar. Gelin bu avantajları keşfedelim:

Ağırlık Azaltma ve Geliştirilmiş Sürüş Menzili

Elektrikli araçlar için birincil faydası ağırlık azaltımıdır. HPDC'deki (yüksek basınçlı kalıp döküm) alüminyum gibi hafif malzeme seçimleri araçların toplam ağırlığını azaltır. Hafif araçlar daha yüksek verimliliğe ve gelişmiş sürüş menziline sahiptir.

Tasarım Esnekliği ve Karmaşık Geometriler

Elektrikli araç dökümü, olağanüstü karmaşık geometriler üretebilir ve geleneksel üretim yöntemlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırarak tasarım esnekliği sunar. Karmaşık soğutma kanalları ve entegre destek yapıları gibi özellikler de dahil olmak üzere parçaların performans için optimize edilmesine yardımcı olur.

Maliyet Etkinliği ve Ölçeklenebilirlik

HPDC ve kokil döküm süreçleri hem uygun maliyetli hem de ölçeklenebilirdir. Bununla birlikte, kalıp oluşturma ve ekipman için ilk kurulum maliyetleri yüksek olabilir. Artan üretim hacimleriyle birlikte birim başına maliyet önemli ölçüde azalır. Bu ölçeklenebilirlik, elektrikli araçların daha uygun fiyatlı ve daha geniş bir pazar için erişilebilir olmasına yardımcı olur.

Geliştirilmiş Yapısal Bütünlük ve Dayanıklılık

Elektrikli araç dökümleri, güvenlik ve uzun ömürlülük amacıyla araçların yapısal bütünlüğünü ve dayanıklılığını artırır. Bu yöntem, bileşenlerin iç gerilimler oluşturmasını önleyerek mükemmel mekanik özellikler sağlar. Bu, süspansiyonlar ve akü muhafazaları gibi yüksek yüklere ve gerilimlere maruz kalan parçalar için gerekli olabilir.

Termal Yönetim Faydaları

Termal yönetim, EV dökümlerinin bir diğer etkili avantajıdır. Döküm işlemleriyle üretilen bileşenler entegre soğutma çözümleri içerebilir. Döküm, ısının daha verimli bir şekilde yönetilmesine yardımcı olur ve aracın genel performansını ve güvenliğini artırır.

EV Dökümlerinde Kullanılan Malzemeler

Uygun döküm malzemesi seçimi, çıktı sonuçlarında büyük bir fark yaratır. Üretici, doğru malzemeleri seçerek gelişmiş performansa sahip hafif araçları başarıyla oluşturabilir. EV dökümü için kullanılabilecek mevcut seçenekleri keşfedelim.

Alüminyum Alaşımları

Alüminyum alaşımları işlenebilirlik, düşük yoğunluk, dayanıklılık, paslanmaya karşı direnç ve iyi şekillendirilebilirlik gibi mükemmel özellikler sunar. Bu malzeme önemli ölçüde hafiftir ve iyi şekillendirilebilirlik sunarken çeşitli EV bileşenleri için yeterli mukavemete sahiptir. Üstün korozyon direnci özelliği, çevresel koşullara maruz kalan elektrikli araç parçalarının uzun ömürlü olmasını sağlar.

Spesifik Alüminyum Alaşımları

A356, A6061 ve 7050 gibi özel alüminyum alaşımları yüksek mukavemete, dökülebilirliğe ve iyi korozyon direncine sahiptir, bu da onları döküm için tercih edilen seçenek haline getirir. Bu alaşımlar motor gövdeleri, yüksek stresli uygulamalar ve akü muhafazaları gibi parçaların güç ve dayanıklılık gereksinimlerini karşılamak için kullanılır.

Magnezyum Alaşımları

AZ81D gibi magnezyum alaşımları hafiflik ve döküm kolaylığı özellikleri sunar. Bu malzemeler, batarya çerçeveleri ve yapısal parçalar gibi ağırlık tasarrufu gerektiren bileşenler için uygundur. Kaplama teknolojilerindeki ilerleme, daha düşük korozyon direncine rağmen uygulanabilirliklerine sahiptir.

Çinko Alaşımları

Çinko malzeme, mükemmel boyutsal kararlılık gerektiren küçük, karmaşık parçaların üretimi için kullanılabilir. Bu alaşımlar alüminyum ve magnezyum ile birleştirilerek üreticinin her bir bileşenin performansını optimize etmesine olanak tanır. Elektrikli araçlarda ağırlık, güç ve dayanıklılık dengesinin sağlanması.

Çok Malzemeli Döküm

Çok malzemeli döküm, tek bir bileşen içinde farklı alaşımların kombinasyonlarını içerir. Bu teknik, termal yönetim ve yapısal bütünlük gibi performans özelliklerini geliştirebilir ve ağırlığı azaltmaya yardımcı olabilir. Çeşitli bölümlerde farklı özelliklere ihtiyaç duyan karmaşık parçalar oluşturmak için faydalıdır.

EV Döküm Uygulamaları

●        Motor Gövdeleri

●        Akü Tepsileri

●        Şanzıman Kılıfları

●        Isı Emiciler

●        İnvertörler

Motor Gövdeleri

Motor gövdesi parçaları, elektrik motorlarını harici hasarlardan korurken uygun termal yönetimi de sağlar. Özellikle alüminyum ve magnezyum, hafiflikleri, dayanıklılıkları ve mükemmel ısı yayma özellikleri nedeniyle bu bileşeni oluşturmak için kullanılır.

Akü Tepsileri

Batarya tepsileri elektrikli araçların batarya hücrelerini sabitler ve tutar ve alüminyum gibi hafif malzemelerle üretilebilir. Bu alaşımlar aracın toplam ağırlığını azaltır ve sürüş menzilini artırır. Ayrıca, bu tepsiler güçlü ve korozyona karşı dayanıklı olacak şekilde tasarlanarak parçaların uzun ömürlü olmasını sağlar.

Şanzıman Kılıfları

Elektrikli araçlardaki transmisyon kutuları, gücün motordan tekerleklere aktarılmasından sorumlu bileşenler olarak görev yapar. Alüminyum malzemeler bu uygulamayı oluşturmak için uygun bir seçimdir. Çünkü yüksek mukavemete ve güç aktarımının mekanik streslerine dayanma kabiliyetine sahiptir.

Isı Emiciler

Elektrikli araçlardaki elektronik bileşenler, ısı alıcıları kullanılarak yönetilebilecek aşırı ısı üretir. Alüminyum, bu uygulamaların üstün termal iletkenlik ihtiyaçlarını karşılayabilir. Optimum çalışma sıcaklığının korunmasına yardımcı olur ve aşırı ısınma olasılığını azaltır.

İnvertörler

Üreticiler, aracın doğru akımını alternatif akıma dönüştürmek için invertör uygulamaları kullanırlar. Bu parçaları, ısı dağılımında etkili olmaları ve hassas elektronik bileşenlere karşı koruyucu olmaları için alüminyumdan üretirler.

EV Dökümlerinin Zorlukları ve Sınırlamaları

Çeşitli zorlukların üstesinden gelmek için, elektrikli araçların dahil edilmesi malzeme bilimi, döküm teknolojisi ve montajda sürekli yenilikler gerektirir. Elektrikli araçların göz korkutucu zorluklarından ve sınırlamalarından bazılarını keşfedin.

●        Malzeme Özellikleri

●        Porozite ve Döküm Hataları

●        Birleştirme ve Montaj

Malzeme Özellikleri

Malzeme özellikleri çıktı sonuçlarında hayati bir rol oynar. Doğal özellikler taşırlar ve belirli uygulamalar için gerekli mukavemet ve dayanıklılığı her zaman sağlayamayabilirler. EV döküm için malzeme seçiminde ağırlık azaltma ile mekanik performans arasında bir denge kurulması gerekir ki bu da karmaşık bir değiş tokuş olabilir.

Porozite ve Döküm Hataları

Gözeneklilik ve çok sayıda döküm hatası, basınçlı döküm üretiminde çok önemli sorunlardır. Metalin döküm işlemi sırasında gözeneklilik veya küçük hava ceplerinin varlığı meydana gelebilir.

Bu kusur, bileşenlerin yapısal bütünlüğünü zayıflatabilir ve çeşitli faktörlerden kaynaklanabilir. Döküm tekniğinde yanlış yönetim, yetersiz kalıp tasarımı veya kirlenme gibi. Bu zorluk, sıkı süreç kontrolü ve gelişmiş kalite denetim yöntemleri gerektirir.

Birleştirme ve Montaj

Birleştirme ve montaj, elektrikli araçlardaki döküm bileşenlerin bir diğer önemli zorluğuna işaret etmektedir. Alüminyum ve magnezyum gibi hafif malzemeler için geleneksel kaynak ve sabitleme yöntemleri tercih edilmektedir.

Termal genleşmedeki farklılıklar ve hassas hizalama ihtiyaçları montaj sürecinde komplikasyonlara neden olabilir. Bu zorluğu ortadan kaldırmak için sürtünme karıştırma kaynağı veya yapıştırıcı bağlama gereklidir. Bu, döküm parçaların güçlü kabiliyetini ve güvenilirliğini sağlayabilir.  

EV Dökümün Geleceği

En yeni teknolojilerin ve uygun alaşımların entegrasyonu, elektrikli araç dökümlerinin evrimini yönlendirecektir. Bununla birlikte, geleceği daha fazla ilerleme ve atılım için muazzam bir potansiyel barındırmaktadır:

●        Döküm Kalıpları için Katmanlı Üretim

●        Simülasyon ve Modelleme

●        Yeni Alaşımlar ve Kompozitler

Döküm Kalıpları için Katmanlı Üretim

Elektrikli araç bileşenleri endüstrisi, eklemeli üretim veya 3D baskı yoluyla devrim yaratıyor. Bu teknoloji, hızlı prototip oluşturma ve karmaşık tasarımların özelleştirilmesini sağlayarak teslim sürelerini ve maliyetleri azaltıyor.

 Ayrıca bu üretim, daha karmaşık ve hassas kalıp geometrileri sağlayarak parçaların genel verimliliğini ve kalitesini artırır.

EV Basınçlı Dökümde Yeni Alaşımlar ve Kompozitler

Alüminyum Alaşımları

-         A380

-         6061

EV kalıp dökümleri için Alüminyum Alaşımlarının Özellikleri

-         Yoğunluk: Yaklaşık 2,7 g/cm³

-         Erime Noktası: 660°C (1220°F)

-         Young's Modülü: 69 GPa (10.000 ksi)

-         Çekme Dayanımı: 90-690 MPa (13-100 ksi)

-         Akma Dayanımı: 50-600 MPa (7-87 ksi)

-         Kopma Uzaması: 1-40%

-         Termal İletkenlik: 150-200 W/m-K

Magnezyum Alaşımları

-         AZ91D

-         AM60

EV kalıp dökümleri için Magnezyum Alaşımlarının Özellikleri

-         Yoğunluk: Yaklaşık 1,74 g/cm³

-         Erime Noktası: 650°C (1202°F)

-         Young's Modülü: 45 GPa (6,500 ksi)

-         Çekme Dayanımı: 150-340 MPa (22-49 ksi)

-         Akma Dayanımı: 65-230 MPa (9-33 ksi)

-         Kopma Uzaması: 2-10%

-         Termal İletkenlik: 60-90 W/m-K

Çinko Alaşımları

-         Zamak 3

-         Zamak 5

EV kalıp dökümleri için Çinko Alaşımlarının Özellikleri

-         Yoğunluk: Yaklaşık 6,6-6,7 g/cm³

-         Erime Noktası: 420°C (788°F)

-         Young's Modülü: 83 GPa (12.000 ksi)

-         Çekme Dayanımı: 250-400 MPa (36-58 ksi)

-         Akma Dayanımı: 150-300 MPa (22-43 ksi)

-         Kopma Uzaması: 1-10%

-         Termal İletkenlik: 110-120 W/m-K

Sonuç:

Elektrikli araç üreticileri, ev döküm parçalarını birleştirmek için sürekli yeni yollar arıyor.  Aludiecasting çok çeşitli EV döküm teknikleri sunmaktadır. Motor gövdeleri ve akü tepsileri gibi özel parçalar üretmek için hafif alüminyum alaşımları kullanıyoruz.