A indústria automobilística européia é famosa por seu avançado e altamente inovador. Com a promoção de políticas de economia de energia e redução de emissões, a fim de reduzir o consumo de combustível e as emissões de dióxido de carbono, as ligas de alumínio aprimoradas e projetadas inovadoras são amplamente utilizadas no design de automóveis. De acordo com as estatísticas, nos últimos dez anos, a quantidade média de alumínio usada nos carros de passageiros dobrou e a redução de peso de ligas de alumínio é mostrada na Figura 1 abaixo. Com base em conceitos inovadores de design, essa tendência continuará nos próximos anos.
No processo de desenvolvimento leve, as ligas de alumínio estão enfrentando uma concorrência feroz com outros novos materiais, como aço de alta resistência, que ainda pode manter alta resistência após o design de paredes finas. Além disso, existem materiais compósitos de magnésio, titânio, vidro ou fibra de carbono, os últimos já são amplamente utilizados no aeroespacial. Agora, o conceito de design multimaterial foi integrado ao design de automóveis, e os esforços estão sendo feitos para aplicar materiais adequados a peças adequadas. Um desafio muito importante é o problema do tratamento de conexão e superfície, e várias soluções foram desenvolvidas, como componentes de bloco de motores e trem de energia, design de quadros (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), estrutura de placas finas (Honda NSX , Jaguar, Rover), suspensão (classe DC-E, Renault, Peugeot) e outros componentes estruturais. A Figura 2 mostra os componentes do alumínio usado em automóveis.
Estratégia de design da BIW
O corpo em branco é a parte mais pesada de um carro convencional, representando 25% a 30% do peso do veículo. Existem dois projetos estruturais no design do corpo em branco.
1. "Projeto de quadro de espaço do perfil" para carros pequenos e médios: Audi A8 é um exemplo típico, o corpo em branco pesa 277 kg, consiste em 59 perfis (61 kg), 31 peças peças (39 kg) e 170 chapa (177 kg). Eles se juntam a rebitar, soldagem MIG, soldagem a laser, outras soldas híbridas, colar etc.
2. “Estrutura monocoque de chapas forjadas para matriz” para aplicações de automóveis de média a grande capacidade: Por exemplo, Jaguar XJ (x350), 2002 Modelo (como mostrado na Figura 4 abaixo), 295 kg de massa “estrutura monocoque estampada”, com a estrutura de 295 kg de estrutura monocoque ”consistida em 22 perfis (21 kg), 15 peças fundidas (15 kg) e 273 peças de chapa metal (259 kg). Os métodos de conexão incluem ligação, rebitagem e soldagem MIG.
Aplicação de liga de alumínio no corpo
1. Liga de Al-Mg-Si endurecida pela idade
As ligas da série 6000 contêm magnésio e silício e atualmente são usadas em folhas de carroceria automotivas como A6016, A6111 e A6181A. Na Europa, 1-1.2mm EN-6016 possui excelente formabilidade e resistência à corrosão e é amplamente utilizado.
2. Allagem Al-Mg-Mn tratável sem calor
Devido ao seu endurecimento específico de alta tensão, as ligas al-MG-Mn exibem excelente formabilidade e alta resistência e são amplamente utilizadas em folhas automotivas de laminação a quente e com lamas a frio e tubos hidroformados. A aplicação no chassi ou nas rodas é ainda mais eficaz porque a redução de massa de partes móveis não suspensas aumenta adicionalmente o conforto de direção e reduz os níveis de ruído.
3. Perfil de alumínio
Na Europa, conceitos completamente novos de carros foram propostos com base no design do perfil de alumínio, por exemplo, quadros de liga de alumínio e subestruturas complexas. Seu grande potencial para projetos complexos e integração funcional os torna mais adequados para a produção de séries econômicas. Como é necessária extinção durante a extrusão, são usadas 6000 resistência 6000 e ligas de alta resistência de 7000 idades. A formabilidade e a força final são controladas através do endurecimento por idade pelo aquecimento subsequente. Os perfis de liga de alumínio são usados principalmente no design de quadros, vigas de colisão e outros componentes de colisão.
4. Fundição de alumínio
As peças fundidas são os componentes de alumínio mais amplamente utilizados em automóveis, como blocos de motor, cabeças de cilindro e componentes especiais do chassi. Até os motores a diesel, que aumentaram muito sua participação de mercado na Europa, estão mudando para peças fundidas de alumínio devido ao aumento das demandas por força e durabilidade. Ao mesmo tempo, as peças fundidas de alumínio também estão sendo usadas no projeto de quadros, peças de eixo e peças estruturais e fundição de alta pressão de novas ligas de alumínio Alsimgmn alcançaram maior resistência e ductilidade.
O alumínio é o material de escolha para muitas aplicações automotivas, como chassi, corpo e muitos componentes estruturais devido à sua baixa densidade, boa formabilidade e boa resistência à corrosão. O alumínio usado no projeto da estrutura do corpo pode obter pelo menos 30% de redução de peso sob a premissa de atender aos requisitos de desempenho. Além disso, ligas de alumínio podem ser aplicadas à maioria das partes da tampa atual. Em alguns casos com requisitos de alta resistência, as ligas 7000 da série ainda podem manter vantagens de qualidade. Portanto, para aplicações de alto volume, as soluções de redução de peso da liga de alumínio são o método mais econômico.
Editado por May Jiang de Mat Aluminium
Hora de postagem: dez-08-2023
