La direction de développement des pièces moulées pour automobiles

La coulée est l'une des plus anciennes méthodes de formage des métaux.Ces pièces sont principalement des composants clés du système d'alimentation et des composants structurels importants.

À l'heure actuelle, les pays développés de l'industrie automobile européenne et américaine ont progressé.technologie de production de la coulée automobile,la qualité du produit, une efficacité de production élevée et une faible pollution de l'environnement.et tout le processus de production a été mécaniséCes pays utilisent généralement la technologie numérique pour améliorer le niveau de conception du processus de coulée, le taux de rejet de la coulée est d'environ 2% à 5%,et ont mis en place un système de service multinational et réalisé le support technique du réseauEn revanche, bien que les pièces moulées automobiles de mon pays aient une production importante, la plupart sont des pièces moulées noires à faible valeur ajoutée et contenant un contenu technique et une structure relativement simple.qui est loin derrière les pays étrangersCe qui suit traite principalement de l'orientation du développement de la technologie de coulée automobile à partir des besoins de développement de l'économie d'énergie automobile et de la protection de l'environnement.

L'orientation du développement depièces moulées pour automobiles

1 Conception intégrée des pièces moulées pour automobile

Avec les exigences croissantes en matière d'économie d'énergie, de protection de l'environnement et de réduction des coûts de production des automobiles,les avantages de la coulée sont pleinement exploités pour réaliser la coulée de pièces intégrées grâce à une conception raisonnable et une optimisation structurelle de l'emboutissage d'origineLe moulage peut réduire efficacement le poids des pièces et réduire les processus de transformation inutiles.afin de réaliser le poids léger et les performances élevées des pièces.

À l'heure actuelle, le boîtier d'essieu intégré est utilisé pour remplacer le boîtier d'essieu soudé et les nouveaux produits de boîtier d'essieu coulé avec boîtiers de demi-arbre,réaliser la coulée intégrée des pièces moulées et tirer pleinement parti des avantages de la coulée et du formageLa forme principale du boîtier monolithique de coulée commune est que des tuyaux en acier sans couture sont pressés dans les deux extrémités du boîtier d'essieu sous forme de demi-bouches d'arbre.d'une épaisseur n'excédant pas 50 mm,Il se caractérise par une moindre difficulté de traitement, une réduction plus importante des coûts, une structure plus simple du boîtier d'essieu, une meilleure rigidité du boîtier d'essieu, peut être fabriqué en formes complexes et idéales,l'épaisseur de la paroi peut être modifiéeLa résistance et la rigidité sont relativement élevées et le travail est fiable.

La tendance de développement de l'intégration des pièces moulées automobiles est plus évidente dans le développement des pièces moulées en alliages non ferreux.Afin d'exploiter pleinement les caractéristiques que le procédé de coulée peut réaliser la production de pièces moulées structurelles complexes, des pièces moulées haute pression ont été intégrées avec des conceptions intégrées telles que des panneaux intérieurs de porte, des cadres de siège, des cadres de tableau de bord, des cadres avant et des pare-feu,et leurs tailles sont nettement plus grandes que celles actuellement produitesLes pièces moulées nécessitent 4 000 à 5 000 tonnes de machines de moulage sous pression ou même plus pour leur production.

2 Pièces moulées légères pour automobiles

Dans le but d'assurer la résistance et la sécurité du véhicule, le poids au niveau du freinage doit être réduit autant que possible pour atteindre un poids léger,afin d'améliorer les performances de puissance de la voiturePour chaque réduction de 100 kg du poids du véhicule, la consommation de carburant par 100 kilomètres peut être réduite de 0,3-0,6 L.Si le poids du véhicule est réduit de 10%, l'efficacité énergétique peut être augmentée de 6% à 8%.La légèreté des automobiles est devenue la tendance du développement automobile dans le monde., et la légèreté des pièces moulées automobiles est également devenue l'une des directions de développement importantes des pièces moulées automobiles.

2.1 Conception légère des pièces moulées automobiles

En raison de la nécessité d'un facteur de sécurité global des pièces moulées, la conception d'une épaisseur égale est l'une des principales méthodes de conception pour les pièces moulées automobiles.le principal inconvénient de la conception d'épaisseur égale est que les performances structurelles ne peuvent pas être pleinement exploitéesL'analyse CAE, l'optimisation de la topologie et d'autres moyens sont utilisés pour optimiser la conception des pièces,de sorte que la valeur de contrainte de chaque partie de la pièce est proche, c'est-à-dire que l'épaisseur de paroi de chaque pièce est incohérente et que la pièce à faible contrainte réduit l'épaisseur du matériau ou n'a pas besoin du matériau, réduisant ainsi le poids de la pièce.Le moulage par coulée permet de réaliser la formation de pièces moulées structurelles complexes, de sorte qu'il est possible de réaliser diverses sections transversales de forme irrégulière.L'optimisation CAE ou topologique est utilisée pour analyser la contrainte des composantsEn fonction de la répartition de la force, la forme du composant et l'épaisseur du matériau de la localité spécifique sont déterminées.le poids de la pièce peut être considérablement réduit.

2.2 pièces moulées pour automobile en alliage léger

L'utilisation de matériaux en alliages légers tels que l'aluminium et le magnésium est actuellement la principale mesure de réduction du poids pour les constructeurs automobiles de divers pays.La densité de l'aluminium est seulement 1/3 de celle de l'acierLa densité du magnésium est plus faible, seulement 2/3 de celle de l'aluminium, et il a une excellente fluidité dans des conditions de coulée à haute pression.La résistance spécifique (ratio de résistance à la masse) de l'aluminium et du magnésium est assez élevée, qui joue un rôle décisif dans la réduction du poids et l'amélioration de l'efficacité énergétique.

Toutefois, il convient de noter que le prix des matières premières pour les alliages légers tels que l'aluminium et le magnésium est beaucoup plus élevé que celui des matières premières sidérurgiques,qui limite leur application plus large dans l'industrie automobileBien que le prix des matières premières soit élevé, la consommation actuelle de pièces moulées en magnésium et en aluminium pour les véhicules individuels a augmenté d'année en année.l'augmentation des coûts est compensée par le progrès technologiqueEn revanche, la concurrence du marché oblige les constructeurs automobiles à réduire leurs bénéfices et à adopter davantage d'alliages légers.afin d'augmenter considérablement la quantité d'alliage léger et de réduire le prix d'achat des lingots de magnésium et d'aluminium, le développement de technologies de formage avancées est l'une des clés.

2.3 Matériaux de coulée automobile à haute performance

L'amélioration des performances des matériaux afin que les pièces par unité de poids puissent supporter des charges plus élevées est l'un des moyens efficaces de réduire le poids des pièces moulées.Les pièces moulées de structure à support représentent une grande partie des pièces moulées automobiles, le développement de ses pièces moulées est donc également devenu un des axes de l'étude.rigidité ou ténacité de la pièce, ce qui peut réduire efficacement le poids de la pièce.

La fonte nodulaire austempérée a non seulement une résistance supérieure à celle de l'acier fondu ordinaire, mais aussi une densité inférieure à celle de l'acier, avec une densité de 7,1 g/cm3, tandis que l'acier fondu a une densité de 7,8 g/cm3.Il est largement recommandé ces dernières années. Le fer ductile de tempérage est utilisé, qui est 10% plus léger que les pièces moulées d'acier à la même taille.

En ce qui concerne les pièces moulées en alliage d'aluminium et en alliage de magnésium, des matériaux de haute résistance et de haute ténacité sont également utilisés pour les remplacer.les matériaux à haute performance sont utilisés pour réduire davantage le poids.

3 Digitalisation du développement de la coulée automobile

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 cycleÀ l'heure actuelle, la technologie de fabrication numérique est largement utilisée dans le développement de pièces moulées automobiles.

Afin de répondre aux besoins d'un développement rapide des pièces moulées automobiles, sur la base de la conception et du développement CAD/CAE,RP (technologie de prototypage rapide) a été largement utilisée dans la production d'essai rapide de pièces moulées automobilesAprès avoir obtenu les données CAD/CAE originales,la méthode d'accumulation couche par couche est adoptée pour obtenir le prototype de la coulée ou le prototype du moule requis pour la coulée par collageLa première peut être utilisée pour la coulée d'investissement, la coulée au gypse et d'autres méthodes pour produire des échantillons de coulée en essai, tandis que la seconde peut être utilisée directement comme moule pour fabriquer des noyaux de sable,et coulées par moulage de noyauEn outre, le frittage au laser en poudre (SLS) peut également être utilisé pour compléter directement la production de noyaux de sable et de moules de sable, afin d'obtenir les moules de sable nécessaires à la production d'essai de coulée.Pour le moule extérieur d'une structure relativement simple, les machines-outils CNC peuvent également être utilisées pour traiter le CAM avec des matières plastiques machinables afin d'obtenir la boîte de noyau et le motif requis pour la production d'essai de pièces moulées,ou de traiter directement les blocs de sable pour obtenir directement le moule de sable du moule extérieur.

De manière générale, la technologie numérique a pénétré tous les aspects de la conception, du développement et de la production d'essai de pièces de coulée, améliorant ainsi efficacement la vitesse de développement et l'efficacité des pièces de coulée.Le principal problème actuel est que les technologies numériques dans la conceptionLes résultats de l'analyse et de la fabrication rapide sont indépendants, et lorsque le processus de développement passe d'une étape à l'autre, des travaux de conversion de données assez lourds sont nécessaires.On espère que dans le futur, une plateforme d'interface de données unifiée sera développée pour la technologie numérique appliquée dans chaque chaîne de développement de la coulée,Des normes de conversion de données standardisées seront établies pour réaliser une conversion transparente des données entre différents logiciels., afin d'améliorer encore la vitesse de développement des pièces moulées.