1. האיזון האידיאלי בין משקל קל לחוזק גבוה
סגסוגת האלומיניום היא רק 2.7 גרם/ס"מ ³ צפופה, שהיא צפופה בערך של-שליש כמו פלדה. אבל אם מחממים אותו בשיטות כמו חיזוק תמיסה וחיזוק גיל, החוזק שלו יכול להגיע ל-400-700MPa. כמה סגסוגות אלומיניום קשות במיוחד (כגון סדרת 7075) הן אפילו חזקות יותר מפלדת פחמן נמוכה-. התכונה הזו "קל משקל ו{10}}גבוה" חשובה לייצור מכוניות:
ראשי צילינדר ותאי ארכובה מסגסוגת אלומיניום הם דוגמאות לחלקי מנוע קלים. זה יכול להפוך את המנוע לקל יותר, להוריד כוחות אינרציאליים ולהפוך את מהירות תגובת הכוח למהירה יותר. כאשר מותג מסוים של מנוע משתמש בגוף צילינדר מסגסוגת אלומיניום, למשל, המשקל יורד ב-15% וצריכת הדלק עולה ב-8%.
מבנה הגוף: שימוש בפרופילים מחולצים מסגסוגת אלומיניום במסגרת המרכב יכול לקצץ את משקל המכונית ב-30% עד 40% תוך שמירה על חוזק המבנה באמצעות עיצוב אופטימיזציה של טופולוגיה. ל-Tesla Model S יש מסגרת-של אלומיניום שהופכת את המכונית לקלה יותר ב-400 ק"ג ממרכב פלדה רגיל, תוך שהיא עדיין בטוחה בתאונה.
מערכת שלדה: שימוש בזרועות מתלים מסגסוגת אלומיניום, פרקי היגוי וחלקים אחרים לא רק מוריד את המסה הלא קפיצית והופך את הטיפול ליציב יותר, אלא הוא גם מוריד את ההשפעה של מסה לא-קפיצית על מערכת המתלים. לרכב שטח של מותג יוקרה יש זרוע תחתונה מסגסוגת אלומיניום, מה שהופכת את מערכת המתלים למהירה ב-20% והופכת אותה לנוחה הרבה יותר.
2. מהירות עיבוד מעולה ושיפור יעילות
לסגסוגת האלומיניום יש יתרונות טכנולוגיים מובהקים בעיבוד שבבי CNC, מה שהופך אותה לבחירה מצוינת לייצור-דיוק ויעילות-גבוהה.
יכולת חיתוך מעולה: סגסוגת האלומיניום רכה וחותכת בקלות, עם עמידות לחיתוך של 1/3 עד 1/2 מזו של פלדה. זה מאפשר למהירויות ציר להגיע ל-10,000 עד 20,000 סל"ד ולקצבי הזנה להתקרב ל-3,000 עד 5,000 מ"מ לדקה. יכולות העיבוד-הגבוהות האלו מקצצות את הזמן שלוקח לעבד פריט בודד ביותר מחצי ואת קצב התבלות הכלים ב-70%, מה שמוריד בהרבה את העלות הכוללת של הייצור.
יכולת מצוינת להיפטר מחום: לסגסוגת האלומיניום יש מוליכות תרמית של 180–230W/(m · K), שהיא פי שלושה עד ארבעה מפלדה. במהלך עיבוד CNC, חום החיתוך יכול להגיע במהירות לפני השטח של חומר העבודה ולהילקח ממנו על ידי נוזל חיתוך. זה עוצר עיוות תרמי ומוודא שהעיבוד מדוייק. תרחיש ספציפי של עיבוד בלוק צילינדר מנוע מדגים ששימוש בחומר מסגסוגת אלומיניום מפחית עיוות תרמי של העיבוד מ-0.15 מ"מ ל-0.03 מ"מ, תוך שיפור יציבות הממדים ב-80%.
איכות מעולה של פני השטח: חספוס פני השטח של סגסוגת אלומיניום יכול להיות נמוך כמו Ra0.8 מיקרומטר לאחר חיתוך. זה מספיק טוב עבור משטחים בדרגה אופטית ללא ליטוש נוסף. מאפיין זה חיוני במיוחד לייצור אלמנטים דקורטיביים לחלק הפנימי של מכוניות, כגון לוחות מכשירים ומנופי הילוכים. ניתן ליצור חלקים אלה בטכניקת "יציקה בחיתוך אחד" המעניקה להם גימור כמו מראה- ומצמצמת את מספר השלבים הדרושים ליצירתם.
3. הבטחה ליציבות החומר ועמידות בפני קורוזיה
סרט תחמוצת Al ₂ O ∝ העבה שנוצר באופן טבעי על פני השטח של סגסוגת אלומיניום עמיד מאוד בפני קורוזיה, מה שחשוב במיוחד בתנאים הקשים שבהם משתמשים במכוניות.
תא המנוע הוא מקום קשה עבור חלקי סגסוגת אלומיניום. הם יכולים להתמודד עם טמפרטורות של מעל 120 מעלות וקורוזיה בתרסיס מלח, והם לא יחלידו גם לאחר שנים של שימוש בתא המנוע. מחבת שמן מסגסוגת אלומיניום עבור מותג מסוים של מנוע עבר מבחן ריסוס מלח של 2000 שעות, מה שגרם למחבת השמן להחזיק מעמד פי חמישה יותר מאשר מחבת פלדה.
הגנה על מערכת השלדה: קשיות פני השטח של חלקי מתלים מסגסוגת אלומיניום יכולה להגיע ל-300-400HV לאחר האנודיזה, ועמידותם בפני שחיקה גבוהה פי שלושה. זה אומר שהם יכולים לעמוד טוב יותר בהשפעות של חצץ וכימיקלים לכבישים. מחזור התחזוקה של מערכת השלדה מדגם מסויים של רכבי שטח הוארך משנתיים ל-5 שנים לאחר שעברה לפרקי היגוי מסגסוגת אלומיניום.
עמידות של חלקים פנימיים: לאחר ציפוי בצבע אלקטרופורטי, פני השטח של חלקי פנים מסגסוגת אלומיניום יכולים לעמוד בפני שריטות טוב יותר מ-5H ולהישאר מבריק לאורך זמן. לאחר 100,000 בדיקות של פתיחה וסגירה, ידיות דלתות מסגסוגת אלומיניום לרכב מותג יוקרתי מסוים לא הראו עדות לבלאי. זה היה ארוך פי 10 מחלקי פלסטיק.
4. עבודה משותפת על מנת להעלות רעיונות חדשים לעיבוד שבבי CNC וסגסוגת אלומיניום
המאפיינים הדיגיטליים והחכמים של טכנולוגיית עיבוד שבבי CNC עובדים יפה עם האיכויות של סגסוגות אלומיניום. זה עוזר לתעשיית ייצור הרכב להתקדם לעבר מבנים מדויקים ומסובכים יותר.
עיבוד של חמישה-צירים: כלי מכונת CNC של חמישה-צירים יכולים ליצור משטחים מסובכים בדיוק רב. לדוגמה, להבי מנוע, סעפות יניקה וחלקים אחרים. דיוק הפרופיל של להב מסויים של מנוע תעופה הוא כעת ± 0.02 מ"מ, וחספוס פני השטח של ערוץ הזרימה הוא Ra0.4 מיקרומטר, מה שמגביר מאוד את יעילות המנוע.
יכולת עיבוד מיקרו: עיבוד CNC יכול ליצור מיקרו חורים מסגסוגת אלומיניום (קוטר קטן או שווה ל-0.1 מ"מ) וחריצים מיקרו (רוחב פחות או שווה ל-0.05 מ"מ) בדיוק רב. זה שימושי לייצור חלקים כגון מודולי פיזור חום אלקטרוניים לרכב ולוחות דו-קוטביים של תאי דלק. לוחית הקירור של סוללת רכב אנרגיה חדשה נוצרה תוך שימוש בעיבוד מיקרו-ערוצי מסגסוגת אלומיניום, שהגדילה את יעילות פיזור החום ב-40%.
טכנולוגיית יציקה משולבת: זה כאשר עיבוד CNC ויציקה- משמשים יחד לייצור חלקי מבנה מסגסוגת אלומיניום. לאחר שימוש בתת-מסגרת ליציקת סגסוגת אלומיניום- עבור שלדת מכונית חשמלית מסוימת, מספר החלקים ירד מ-12 ל-1, והמשקל ירד ב-25%. נעשה שימוש גם בעיבוד שבבי CNC כדי לוודא שהמיקומים של חורי התקנת המפתח היו מדויקים בטווח של ± 0.05 מ"מ.
