自動車鋳造品の開発方向性

鋳造は,最も古い金属形成方法の1つです.自動車部品の約15%から20%は,異なる鋳造方法によって製造された鋳物です.これらの鋳造物は主に電源システムの主要な部品であり,重要な構造部品です.

現在,ヨーロッパとアメリカの先進国の自動車産業は自動車用鋳造製造技術鋳造原材料と補助材料は,連続化および標準化されています.生産プロセス全体が機械化されました鋳造プロセスの設計のレベルを向上させるために,これらの国は一般的にデジタル技術を使用し,鋳造の拒絶率は約2%~5%です.ネットワークの技術支援を実現しました一方,私の国の自動車鋳造品は生産量が大きいが,そのほとんどは黒い鋳造品で,付加価値が低く,技術的内容が低く,構造が比較的シンプルです.海外の国よりはるかに遅れている自動車のエネルギー節約と環境保護の開発ニーズから,主に自動車鋳造技術の開発方向について議論します.

開発の方向性自動車用鋳物

1 自動車用鋳造部品の統合設計

自動車のエネルギー節約,環境保護,生産コスト削減の要求が高まるにつれて,合体部品の鋳造を合理的な設計とオリジナルのスタンプの構造的な最適化によって実現するために鋳造形状の利点が完全に利用されています鋳造は,部品の重量を効果的に削減し,不要な加工プロセスを削減することができます.軽量で高性能な部品を実現するために.

現在,組み合わさった軸のハウジングは,溶接された軸のハウジングと,半軸のハウジングの新しい製品に替わるために使用されています.鋳造品の統合鋳造を実現し,鋳造と鋳造の利点を完全に利用する鋳造型のモノリティク軸管の主要形態は,シームレスな鋼管が軸管の両端に半軸袖として圧迫されるものである.軸のホイジングを構成するピンで固定され,処理困難が少なく,コストが削減され,軸のハウジング構造がシンプルで,軸のハウジングの硬さも向上し,複雑な形状と理想的な形状にでき,壁の厚さは変更できますその強度と硬さは比較的大きく,作業は信頼性があります.

自動車用鋳造品の統合の発展傾向は,非鉄合金鋳造品の発展においてより顕著である.鋳造プロセスが複雑な構造型鋳造物の生産を実現できる特徴を最大限に活用するためにドアの内部パネル,座席フレーム,仪表パネルフレーム,フロントエンドフレーム,ファイアウォールなどの統合されたデザインを持つ高圧鋳造物が組み込まれています現在生産されているものより大きく鋳造には4000~5000t以上の鋳造機が必要である.

2 自動車用鋳造部品の軽量

車両の強度と安全性を確保する前提で,軽量化のために車両の重量を最大限に減らすべきです.車の性能を向上させるため100キロメートルあたりの燃料消費量は0.3〜0.6L削減できる.車両の重量が10%減ると環境保護と省エネの必要性により,自動車の軽量化が世界の自動車開発のトレンドになりました自動車鋳造品の軽量化も自動車鋳造品の重要な発展方向の一つになりました.

2.1 自動車用鋳造部品の軽量設計

鋳造品の全体的な安全要素の必要性により,同じ厚さの設計は自動車鋳造品の主な設計方法の1つです.同厚さの設計の主な欠点は,構造性能が完全に利用できないことです.部品の設計を最適化するために,CAE分析,トポロジーの最適化,その他の手段が使用されます.部品の各部分のストレスの値が接近するようにつまり,各部品の壁厚さは不一致で,小さなストレスを伴う部分は材料の厚さを減らすか,材料を必要としないので,部品の重量を減らす.鋳造は複雑な構造型鋳造の形成を実現できるので,様々な不規則な形状の横切りを実現できます. 設計中に,CAE またはトポロジーの最適化は,部品のストレスを分析するために使用されます力の分布によって,部品の形状と特定の場所の材料厚さは決定されます. 鋳造物を強化,掘削,厚くすることで,部品の重さは大幅に削減できます.

2.2 軽合金製の自動車用鋳物

アルミニウムやマグネシウムなどの軽量合金材料の使用は,現在,様々な国の自動車メーカーにとって重量削減の主な手段となっています.アルミニウムの密度は鋼の3分の1に過ぎませんマグネシウムの密度はアルミニウムの2/3しかなく,高圧鋳造条件下では優れた流動性があります.アルミニウムとマグネシウムの固力 (強度比重) はかなり高い減量と燃料効率の向上に決定的な役割を果たします.

しかし,アルミニウムやマグネシウムなどの軽金属合金のための原材料の価格は,鋼材よりもはるかに高いことに注意すべきである.自動車産業におけるより広範な応用を制限する原材料の価格が高いにもかかわらず,単一の車両のためのマグネシウムとアルミニウム鋳料の現在の消費量は年々増加しています.技術の進歩によってコストの上昇は補償される市場競争は,自動車メーカーに利益を削減し,より軽い合金を使用するよう強要する.軽金属合金量を大幅に増やし,マグネシウムとアルミニウムの入札価格を下げるため先進的な形作技術の開発が鍵となる.

2.3 自動車用鋳造材料の高性能

材料の性能を向上させ,重量単位分の部品がより高い負荷に耐えられるようにすることは,鋳造物の重さを減らす効果的な方法の一つです.自動車用鋳造品の大きな割合はブラケット構造鋳造品に占める熱処理などの措置により,材料の微細構造が変化し,強度が向上します.部品の硬さや硬さ部品の重量を効果的に減らすことができます

硬化されたノジュール型鋳鉄は,普通鋳鋼よりも強度が高く,鋼よりも密度が低く,密度が7.1g/cm3で,鋳鋼は密度が7.8g/cm3です.最近では広く推奨されています. 鉄は,同じ鋳型サイズの場合,鉄の鋳型よりも10%軽い.

アルミニウム合金とマグネシウム合金鋳造の場合は,高強度および高硬さ材料も使用されます.重量をさらに減らすために高性能材料が使用されます.

3 自動車鋳造開発のデジタル化

The comprehensive combination of automotive casting development and digital technology can significantly improve the level of casting technology and shorten the product design and trial production cycle現在,デジタル製造技術は自動車鋳造部品の開発に広く使用されています.

自動車用鋳造部品の急速な開発のニーズを満たすために,CAD/CAEの設計と開発に基づいて,RP (Rapid Prototyping Technology) は,自動車鋳造部品の急速試験生産に広く使用されています.元のCAD/CAEデータを取得した後,鋳造のプロトタイプまたは粘着による鋳造に必要な模具のプロトタイプを得るため,層次蓄積の方法が採用される.前者は,投資鋳造,ジプス鋳造,その他の方法を使用して鋳造サンプルを試作することができるが,後者は,砂芯を作る模具として直接使用することができる.鋳造物をコア鋳造で鋳造するさらに,粉末レーザーシンタリング (SLS) は,試用鋳造に必要な砂模具を得るため,砂コアと砂模具の生産を直接完了するためにも使用できます.比較的シンプルな構造の外形型には機械化可能なプラスチックでCAMを加工するためにCNC機械工具も使用でき,鋳造品の試験生産に必要なコアボックスとパターンを得ることができます.砂ブロックを直接加工して外型から砂模具を直接取得する.

一般的に言えば,デジタル技術は鋳造設計,開発,試験生産のあらゆる側面に浸透し,鋳造の開発速度と効率を効果的に改善しています.デザインにおけるデジタル技術が分析と急速な製造は独立しており,開発プロセスが一つの段階から別の段階に移行する際には,かなり厄介なデータ変換作業が必要になります.未来には鋳造開発の各リンクに適用されるデジタル技術のための統一データインターフェースプラットフォームが開発されます.異なるソフトウェア間のシームレスなデータ変換を実現するために標準化されたデータ変換基準が確立されます.鋳造物の開発速度をさらに向上させるため