С бързия растеж на новите енергийни превозни средства (NEVs), потребителската електроника и космическата промишленост, търсенето на сложни-отлети компоненти рязко нараства. Тези части се характеризират все повече с тънкостенни-структури, широко-мащабни дизайни и много-производство на форми с кухини. Докато такива дизайни предлагат предимства при олекотяване, намаляване на разходите и интегриране на части, те също така въвеждат значителни технически и промишлени предизвикателства.
1. Отливане под налягане на тънки-стени: Ключът към олекотяването
Технически предизвикателства
Скорост на пълнене и риск от студено затваряне: Тънки стени (често<2 mm) require molten metal to completely fill the cavity in extremely short times. Otherwise, cold shuts and misruns are likely to occur.
Изисквания за-херметичност: Корпусите на батериите за NEV и 5G комуникационни компоненти изискват почти-перфектно уплътняване. Дори незначителни дефекти могат да причинят повреда на продукта.
Случаи в индустрията
Корпуси за батерии BYD: Постигната дебелина на стената около 2,2 mm с HPDC-подпомогнат вакуум, намалявайки нивата на порьозност.
Корпуси на Apple MacBook: Ултра{0}}тънкият алуминиев леяр под налягане, комбиниран с CNC обработка, осигурява здравина и лек дизайн.
Решения
Вакуумното леене под налягане и високо{0}}честотното вибрационно пълнене намаляват порьозността.
Разработването на Al-Mg сплави с по-висока пластичност подобрява устойчивостта на напукване.
2. Широкомащабно{1}}отливане под налягане: стимулиране на структурната интеграция
Технически предизвикателства
Капацитет на машината: Големите конструктивни части изискват преси със сила на затягане от 6 000–9 000 тона или повече, основно доставяни от IDRA (Италия) и LK Group (Китай).
Остатъчно напрежение и деформация: Неравномерното охлаждане може да причини значителна деформация, засягаща допуските за заваряване и сглобяване.
Случаи в индустрията
Отливка на задната част на корпуса на модел Y на Tesla: Произведена на 9000-тонна Giga Press на IDRA, заменяйки над 70 части и намалявайки повече от 300 заваръчни точки, с намаление на теглото от ~10%.
Интегрирана подрамка XPeng G6: Произведена с китайско LK оборудване, което позволява широко{1}}интегриране на тялото.
Решения
Разделени охлаждащи канали с-наблюдение в реално време за минимизиране на стреса.
CAE симулации в-ранен етап за прогнозиране на деформация и оптимизиране на дизайна.
3. Мулти-форми с кухини: Предизвикателства при-високосерийно производство
Технически предизвикателства
Баланс на стробиране: Формите с много-кухини трябва да осигуряват едновременно запълване на кухините. В противен случай възникват вариации в размерите и несъответствия в качеството.
Живот на мухъл: По-високите термични натоварвания ускоряват образуването на пукнатини и износването, което повишава разходите за поддръжка.
Случаи в индустрията
Сензорни корпуси на Bosch: форми с 8 кухини с годишно производство в милиони, разчитащи на прецизен дизайн на литник и помощ при вакуумиране.
Denso Automotive Small Parts: Удължен живот на формата чрез азотиране и PVD-покрити инструментални стомани, намаляване на времето за престой и разходите.
Решения
Цифрова симулация за оптимизиране на стробиращия баланс.
Използване на усъвършенствани инструментални стомани (подобрена H13) и 3D-отпечатани вложки на матрицата за подобряване на издръжливостта.
4. Тенденции и бъдещи насоки
Симулационен-дизайн
OEM производителите все повече разчитат на софтуер като MAGMA и ProCAST за прогнозиране на пълнене, топлинен поток и остатъчно напрежение.
Интелигентни кастинг клетки
В Китай някои леярни внедряват „леярски острови“, интегриращи преси, роботи, модули за температура на матрицата и системи за контрол за-наблюдение на процесите в реално време.
Нова разработка на сплави
Висока{0}}пластичност Al-Mg-RE сплави и устойчиви на топлина-алуминиеви сплави се появяват за-критични за безопасността и приложения при високи-температури.
Устойчивост и кръгова икономика
ЕС изисква 30% рециклиран алуминий в автомобилите до 2030 г., ускорявайки зелените инициативи за леене под налягане.
Заключение
Тънко{0}}стенното,-мащабното и-отливането под налягане с множество кухини представляват трите основни посоки за олекотяване и ефективност в модерното производство. Въпреки че тези подходи позволяват иновации в NEVs и електрониката, те също повдигат летвата за процеси, материали и оборудване. В бъдеще тези, които водят в интелигентното производство, иновациите в сплавите и устойчивото производство, ще поемат конкурентно предимство в сложното леене под налягане.
