عندما يتمكن كيلوغرام واحد محفوظ من هيكل الجسم من توفير نطاق ملموس في السيارة الكهربائية، فإن المقطع العرضي للملف الجانبي على شاشة المهندس لا يكون عشوائيًا على الإطلاق. يبدأ اختيار مقاطع الألمنيوم خفيفة الوزن للسيارات بثلاث بوابات صلبة: قوة مقاومة السبيكة، وقدرة الأبعاد للطارد، والعمليات النهائية للمورد. إذا أخطأت في الخطأ، فسيتم قياس التكلفة من خلال اختبارات التعب الفاشلة، أو توقف خط التجميع، أو مطالبات الضمان. ما تبقى من هذه المقالة يعمل من خلال تلك البوابات، والانتقال من علم المواد إلى المشتريات العملية.
محتوى
يبدأ كل ملف تعريف من الألومنيوم في السيارات بتسمية السبائك. يحدد الاختيار قابلية البثق، والقوة، ومقاومة التآكل، وقابلية اللحام - وتهيمن سبائك سلسلة 6xxx على وجه التحديد لأنها توازن تلك الخصائص للمركبات ذات الإنتاج الضخم.
توفر سبائك Al-Mg-Si القابلة للمعالجة بالحرارة قوة متوسطة إلى عالية وقابلية تشغيل ممتازة على الساخن. تظل السبائك 6082-T6 هي الدرجة المفضلة للصناديق المضادة للتصادمات وتعزيزات المصدات والقضبان الجانبية لعلبة البطارية لأنه يوفر قوة شد أعلى من 300 ميجا باسكال دون التضحية بالليونة. يتم تحديد 6005A-T6 بشكل متكرر للعوارض ذات العتبات المجوفة المتعددة حيث يمكن أن تنخفض سماكة الجدار إلى 1.8 مم مع الحفاظ على مقاومة الصدمات. يظهر 6061-T6 في علب المحركات والأقواس العامة حيث يلزم التشغيل الآلي بعد البثق.
يوضح الجدول أدناه السبائك المحددة بشكل متكرر للمجموعات الفرعية النموذجية للسيارات.
| سبيكة | نطاق قوة الشد (MPa) | مكون السيارة النموذجي |
|---|---|---|
| 6005A‑T6 | 260-310 | إطارات صينية البطارية، وعوارض العتبة |
| 6061‑T6 | 290-330 | علب المحركات، والأقواس الهيكلية |
| 6082‑T6 | 310-340 | صناديق مضادة للتصادمات، مصدات |
| 7075-T6 | 510-570 | ناقلات تعليق عالية الحمولة |
عندما تتطلب مسارات التحميل قوة شد تتجاوز 500 ميجا باسكال، يدخل 7075‑T6 في المحادثة - عادةً لروابط التعليق أو الناقلات ذات التحميل الثقيل. ومع ذلك، فإن استطالتها المنخفضة وحساسيتها العالية للإخماد تجعل من الصعب بثق المقاطع المجوفة. يجب على المشترين أن يطلبوا بيانات اختبار الشد الطولي من تجربة الأدوات الأولى قبل إطلاق قالب سلسلة 7xxx للإنتاج.
نادراً ما تشبه ملامح السيارات الزوايا البسيطة؛ معظمها عبارة عن أقسام متعددة الفراغات ذات شبكات داخلية مصممة لامتصاص الطاقة أو توجيه السوائل. على سبيل المثال، يمكن أن تحتوي سكة صينية البطارية على أربع إلى ثماني غرف مغلقة. يجب فحص القدرة الأبعادية في ثلاثة مجالات.
اتساق سمك الجدار: الاختلافات التي تزيد عن ± 0.1 مم في الشبكات الحرجة تغير استجابة السحق في تأثير القطب الجانبي. استقامة الملف الشخصي: الحدبة التي يزيد حجمها عن 1 مم لكل متر تؤدي إلى تعقيد اللحام والتجميع الآلي. حالة السطح: يمكن أن تعمل خطوط القالب الأعمق من 10 ميكرومتر كنقاط بدء التشقق تحت التحميل الدوري. تتفوق المكابس التي تبلغ سعتها 2500 طن على الأقل وخطوط البثق غير المباشرة بشكل روتيني على المعدات القديمة في هذه المقاييس. اطلب دراسة القدرة التي تتضمن قيم Cpk لسمك الجدار وقطره قبل منح عقد طويل الأجل.
لقد أدى التحول نحو منصات المركبات الكهربائية المخصصة إلى تحويل الألمنيوم إلى عناصر هيكلية مضغوطة بالكامل. تندرج متطلبات البرنامج الحالية ضمن عائلات واضحة.
إن الطارد المتخصص الذي يغطي هذا النطاق - بدءًا من عناصر التصادم وحتى الملفات الحاملة للسوائل - يلغي الحاجة إلى تأهيل عدة موردين منفصلين. على سبيل المثال، مجموعة المنتجات في هويلف-ألو يمتد على مقاطع الألومنيوم الخاصة بعلبة البطارية، وصناديق السحب المضادة للتصادمات، وأغطية المحركات، وعوارض العتبات، وكلها يتم إنتاجها على منصة تصنيع مشتركة.
تواجه المكونات الموجودة أسفل الجسم والأجزاء الهيكلية المكشوفة أملاح الطريق وغبار الفرامل والصدمات الحجرية. نادراً ما يكون تشطيب المطحنة العارية كافياً. يجب اختيار مسار المعالجة جنبًا إلى جنب مع السبيكة وهندسة المظهر الجانبي.
بالنسبة لصواني البطاريات وأغطية المحركات، توفر عملية الأنودة الخالية من الكرومات بسمك طبقة يتراوح بين 10 و15 ميكرومتر الحماية الأساسية من التآكل. الأجزاء الموجودة في المناطق المرئية - مثل حواف العتبات أو العوارض المتقاطعة للسيارة - غالبًا ما تتلقى طبقة من مسحوق البوليستر بعد المعالجة المسبقة للتحويل. تأكد من أن المورد يمكنه تنفيذ سلسلة المعالجة السطحية بأكملها داخل الشركة، بما في ذلك الأرفف والحفر والأكسدة والختم، لأن شحن الأطوال المبثوقة إلى جهة طلاء تابعة لجهة خارجية يضر بوقت الإنتاج واستقرار الأبعاد.
تكلفة أدوات البثق هي تكلفة لمرة واحدة وتتراوح عادة من 2000 دولار إلى 8000 دولار لكل قالب، اعتمادًا على القطر والتعقيد. لكن بند الأدوات يخفي أدوات التكلفة الحقيقية.
الحد الأدنى لكميات الطلب: غالبًا ما تعمل برامج السيارات على تشغيل ما بين 20.000 إلى 50.000 متر خطي سنويًا. ويؤدي الانخفاض إلى ما دون هذا الحد إلى ارتفاع تكلفة الوحدة بسبب النفقات العامة لتغيير القالب. معدل الخردة: يمكن للمصنع الذي يستخدم التبريد المباشر والمعالجة الآلية للبقايا أن يحافظ على خردة العملية أقل من 12%، بينما قد تصل المطابع القديمة إلى 20%. طريقة التسقية: يؤثر التسقية بالرش مقابل الحمام المائي على كل من الإجهاد المتبقي وتشويه قطعة العمل؛ الإصرار على منحنى التبريد الذي يتوافق مع مواصفات السبائك. التعبئة والتغليف والخدمات اللوجستية: تتطلب المقاطع الهشة والمجوفة المتعددة مقاطع ثابتة مخصصة لتجنب أضرار النقل. قم ببناء هذه العناصر في مقارنة التكلفة الإجمالية للملكية، وليس فقط سعر المتر.
نادرًا ما يكون السعر هو المعيار الحاسم لعملية البثق ذات الأهمية الحيوية للسلامة. تزن عملية التأهيل المنهجية خمسة عوامل:
عند تحديد هذه المربعات الخمسة، تنتقل المناقشة من التكلفة لكل كيلو إلى موثوقية دورة الحياة. بالنسبة لأي فريق مشتريات يقوم بتقييم تصميم جديد، فإن بدء المحادثة مع أحد الطاردين المؤهلين - الذي يقدم بانتظام ملفات تعريف معتمدة لحاويات البطاريات، وصناديق الصدمات، وأغطية المحركات - يقلل من الجدول الزمني للتطوير بأسابيع. الوصول إلى الأساس الفني لمصنع مثل هويلف-ألو يمنح المشترين الهندسيين نقطة مرجعية حقيقية لما يمكن تحقيقه على نطاق الإنتاج.