Dirección de desarrollo de las piezas fundidas para automóviles

La fundición es uno de los métodos de formación de metales más antiguos.Estas piezas fundidas son principalmente componentes clave del sistema de energía y componentes estructurales importantes.

En la actualidad, los países desarrollados de las industrias del automóvil de Europa y de América han avanzadotecnología de producción de fundición para automóviles,buena calidad del producto, alta eficiencia de producción y baja contaminación del medio ambiente.y todo el proceso de producción ha sido mecanizadoEstos países utilizan generalmente la tecnología digital para mejorar el nivel de diseño del proceso de fundición, la tasa de rechazo de la fundición es de aproximadamente 2% a 5%,y han establecido un sistema de servicio multinacional y realizado el soporte técnico de la redPor el contrario, aunque las piezas fundidas para automóviles de mi país tienen una gran producción, la mayoría de ellas son piezas fundidas negras con bajo valor añadido y contenido técnico y estructura relativamente simple.que está muy por detrás de los países extranjerosA continuación se analiza principalmente la dirección de desarrollo de la tecnología de fundición de automóviles a partir de las necesidades de desarrollo del ahorro de energía del automóvil y la protección del medio ambiente.

La dirección de desarrollo depiezas fundidas para automóviles

1 Diseño integrado de piezas fundidas para automóviles

Con las crecientes exigencias de ahorro de energía, protección del medio ambiente y reducción de los costes de producción de los automóviles,las ventajas de la fundición se utilizan plenamente para realizar la fundición de piezas integradas mediante un diseño razonable y una optimización estructural del estampado originalEl moldeado puede reducir eficazmente el peso de las piezas y reducir los procesos de procesamiento innecesarios.para lograr el peso ligero y el alto rendimiento de las piezas.

En la actualidad, la carcasa de eje integrada se utiliza para reemplazar la carcasa de eje soldada y los nuevos productos de carcasa de eje fundido con carcasas de medio eje,Realizar la fundición integrada de piezas fundidas y hacer pleno uso de las ventajas de la fundición y la formaciónLa forma principal de la carcasa de eje monolitico de fundición común es que las tuberías de acero sin costuras se presionan en los dos extremos de la carcasa del eje como medio manguito del eje,y fijado con pines para formar el conjunto de la carcasa del ejeSe caracteriza por una menor dificultad de procesamiento, una mayor reducción de costes, una estructura más simple de la carcasa del eje, una mejor rigidez de la carcasa del eje, puede hacerse en formas complejas e ideales,El espesor de la pared se puede cambiarLa resistencia y la rigidez son relativamente grandes y el trabajo es fiable.

La tendencia de desarrollo de la integración de las piezas fundidas para automóviles es más evidente en el desarrollo de las piezas fundidas de aleaciones no ferrosas.Con el fin de aprovechar al máximo las características que el proceso de fundición puede realizar la producción de fundiciones estructurales complejas, se han integrado piezas fundidas de alta presión con diseños integrados, como paneles interiores de puertas, marcos de asientos, marcos de paneles de instrumentos, marcos frontales y cortafuegos,y sus tamaños son significativamente más grandes que los producidos actualmenteLas fundiciones requieren de 4 000 a 5 000 t o incluso máquinas de fundición por presión más grandes para su producción.

2 piezas de fundición ligeras para automóviles

Con la premisa de garantizar la resistencia y el rendimiento de seguridad del vehículo, el peso en el borde del vehículo debe reducirse tanto como sea posible para lograr un peso ligero,con el fin de mejorar el rendimiento de potencia del cochePor cada reducción de 100 kg en el peso del vehículo, el consumo de combustible por 100 kilómetros puede reducirse en 0,3-0,6 l.Si el peso del vehículo se reduce en un 10%, la eficiencia del combustible puede ser aumentada en un 6% a 8%.el peso ligero de los automóviles se ha convertido en la tendencia del desarrollo del automóvil en el mundo, y el peso ligero de las piezas fundidas para automóviles también se ha convertido en una de las direcciones de desarrollo importantes de las piezas fundidas para automóviles.

2.1 Diseño ligero de piezas fundidas para automóviles

Debido a la necesidad del factor de seguridad general de las piezas fundidas, el diseño de igual grosor es uno de los principales métodos de diseño para las piezas fundidas para automóviles.la principal desventaja del diseño de igual grosor es que el rendimiento estructural no se puede utilizar plenamentePara optimizar el diseño de las piezas se utilizan el análisis CAE, la optimización de la topología y otros medios,de modo que el valor de tensión de cada parte de la parte es cercano, es decir, el grosor de la pared de cada pieza es inconsistente, y la parte con una tensión pequeña reduce el grosor del material o no necesita el material, reduciendo así el peso de la pieza.Considerando que el moldeado por fundición puede realizar la formación de fundiciones estructurales complejas, se pueden realizar varias secciones transversales de forma irregular.CAE o optimización de topología se utiliza para analizar la tensión de los componentesSegún la distribución de la fuerza, se determina la forma del componente y el grosor del material de la localidad específica.el peso de la pieza puede reducirse mucho.

2.2 piezas fundidas para automóviles de aleaciones ligeras

El uso de materiales de aleaciones ligeras como el aluminio y el magnesio es actualmente la principal medida de reducción de peso para los fabricantes de automóviles en varios países.La densidad del aluminio es sólo 1/3 de la del aceroLa densidad del magnesio es menor, sólo 2/3 de la del aluminio, y tiene una fluidez excelente bajo condiciones de fundición a alta presión.La resistencia específica (proporción de resistencia a la masa) del aluminio y el magnesio es bastante alta, que desempeña un papel decisivo en la reducción del peso y la mejora de la eficiencia del combustible.

Sin embargo, debe señalarse que el precio de las materias primas para aleaciones ligeras como el aluminio y el magnesio es mucho más alto que el de las materias primas de acero,que limita su aplicación más amplia en la industria automotrizAunque el precio de las materias primas es elevado, el consumo actual de piezas fundidas de magnesio y aluminio para vehículos individuales ha aumentado año tras año.el aumento de los costes se compensa con el progreso tecnológicoPor otra parte, la competencia del mercado obliga a los fabricantes de automóviles a reducir sus ganancias y a adoptar más aleaciones ligeras.para aumentar considerablemente la cantidad de aleación ligera y reducir el precio de compra de lingotes de magnesio y aluminio, el desarrollo de la tecnología de moldeo avanzada es una de las claves.

2.3 Alto rendimiento de los materiales de fundición para automóviles

Mejorar el rendimiento de los materiales para que las piezas por unidad de peso puedan soportar cargas más altas es una de las formas eficaces de reducir el peso de las piezas fundidas.Las piezas fundidas de estructura de soporte representan una gran proporción de las piezas fundidas para automóvilesEn la actualidad, el desarrollo de sus piezas fundidas se ha convertido también en uno de los puntos de atención.rigidez o dureza de la pieza, lo que puede reducir eficazmente el peso de la pieza.

El hierro fundido nodular austemperado no sólo tiene una mayor resistencia que el acero fundido ordinario, sino que también tiene una menor densidad que el acero, con una densidad de 7,1 g/cm3, mientras que el acero fundido tiene una densidad de 7,8 g/cm3.Se ha recomendado ampliamente en los últimos años. Se utiliza hierro dúctil de austensificación, que es un 10% más ligero que las piezas de acero fundido en la condición del mismo tamaño de fundición.

En cuanto a las piezas fundidas de aleación de aluminio y aleación de magnesio, también se utilizan materiales de alta resistencia y alta dureza para reemplazarlos.se utilizan materiales de alto rendimiento para reducir aún más el peso.

3 Digitalización del desarrollo de la fundición automotriz

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 cycleEn la actualidad, la tecnología de fabricación digital se ha utilizado ampliamente en el desarrollo de piezas fundidas para automóviles.

Con el fin de satisfacer las necesidades del rápido desarrollo de las piezas fundidas para automóviles, sobre la base del diseño y desarrollo CAD/CAE,La RP (tecnología de prototipos rápidos) se ha utilizado ampliamente en la producción de pruebas rápidas de piezas fundidas para automóvilesDespués de obtener los datos CAD/CAE originales,se adopta el método de acumulación capa por capa para obtener el prototipo de la pieza de fundición o el prototipo del molde requerido para la fundición mediante uniónEl primero puede utilizar fundición de inversión, fundición de yeso y otros métodos para producir muestras de fundición de ensayo, mientras que el segundo puede utilizarse directamente como molde para fabricar núcleos de arena,y moldear piezas fundidas a través del moldeado del núcleoAdemás, la sinterización láser en polvo (SLS) también puede utilizarse para completar directamente la producción de núcleos de arena y moldes de arena, de modo que se obtengan los moldes de arena necesarios para la producción de prueba de fundición.Para el molde exterior con una estructura relativamente simple, las máquinas-herramientas CNC también pueden utilizarse para procesar CAM con plásticos mecanizables para obtener la caja central y el patrón necesarios para la producción de pruebas de piezas fundidas,o procesar directamente bloques de arena para obtener directamente el molde de arena del molde exterior.

En términos generales, la tecnología digital ha penetrado todos los aspectos del diseño, desarrollo y producción de ensayos de fundición, mejorando efectivamente la velocidad de desarrollo y la eficiencia de las fundiciones.El principal problema actual es que las tecnologías digitales en el diseñoEl análisis y la fabricación rápida son independientes, y cuando el proceso de desarrollo se transforma de una etapa a otra, se requiere un trabajo de conversión de datos bastante engorroso.Se espera que en el futuro, se desarrollará una plataforma de interfaz de datos unificada para la tecnología digital aplicada en cada enlace del desarrollo de fundición,Se establecerán normas estandarizadas de conversión de datos para lograr una conversión de datos sin fisuras entre diferentes programas informáticos., con el fin de mejorar aún más la velocidad de desarrollo de las piezas fundidas.