Klientas įeina su štampuotu-ir-suvirintu plieniniu akumuliatoriaus-paketo laikikliu. Jis pagamintas iš penkių atskirų dalių, kurios turi būti suvirintos. Pakuotė jau sunki, atstumas kenčia, o kiekvienas papildomas kilogramas kainuoja energijos. Klausimas paprastas: ar galime išlaikyti jėgą ir sumažinti svorį tuo pačiu metu? Atsakymas yra taip. Derinant topologijos optimizavimą suAliuminio lydinio 3D spausdinimas, inžinieriai gali pertvarkyti laikiklį taip, kad medžiaga liktų tik ten, kur jos reikia, kelios dalys taptų viena, o galutinis komponentas būtų žymiai lengvesnis.
Kodėl svoris yra toks svarbus EV baterijų pakete
Akumuliatoriaus blokas paprastai yra pats sunkiausias elektromobilio komponentas, kuris dažnai sudaro 20–25 % bendros masės. Papildoma masė padidina pasipriešinimą riedėjimui, sunaudoja daugiau energijos greitėjimo metu ir sumažina regeneracinio stabdymo efektyvumą. Pagal apytikslę pramonės taisyklę, sutaupę 100 kg svorio gali padidinti maždaug 15–17 km realaus -pasaulio nuotolio arba maždaug 5–6 % patobulinti atstumą ir sumažinti transporto priemonės svorį 10 %.
Laikikliai ir atraminės konstrukcijos yra puikūs lengvojo svorio taikiniai. Įprastoje pakuotėje jų yra daug, jie yra struktūriškai nepriklausomi ir jiems nereikia nešti visų pagrindinio korpuso susidūrimo apkrovų. Todėl sumažinus jų masę gaunama išmatuojama nauda nepažeidžiant pirminės saugos struktūros.
Kas yra aliuminio lydinio 3D spausdinimas, paprasta anglų kalba?
Paprastais žodžiais tariant, aliuminio lydinio 3D spausdinimas sukuria dalį, paskleisdamas plonus aliuminio miltelių sluoksnius ir lydydamas juos lazeriu po vieną sluoksnį, kol bus baigta visa geometrija. Šis procesas taip pat žinomas kaip lazerio miltelių{2} sluoksnio suliejimas. Kadangi medžiaga pridedama tik ten, kur to reikalauja dizainas, tampa įmanomos sudėtingos vidinės grotelės, organinės formos ir konsoliduotos geometrijos.
Kodėl AlSi10Mg yra labiausiai paplitęs pasirinkimas
AlSi10Mg 3D spausdintos dalys dominuoja automobilių pramonėje. Lydinys turi gerą stiprumo, liejimo-kaip spausdinimo ir santykinai mažo tankio (apie 2,67 g/cm³) balansą. Po tinkamo terminio apdorojimo jis užtikrina 300–350 MPa tempimo stiprumą ir naudojamą lankstumą, todėl tinka konstrukciniams laikikliams.
Aliuminis prieš plieną ir lietinį aliuminį
Tankis: AlSi10Mg ≈ 2,67 g/cm³|Plienas ≈ 7,8 g/cm³|Lietas aliuminis, panašus į AlSi10Mg
Specifinis stiprumas: 3D-atspausdintas AlSi10Mg yra konkurencingas su daugeliu plienų pagal svorį-svorį{4}}
Dizaino laisvė: daug didesnė nei liejimas ar štampavimas, todėl galima optimizuoti topologiją{0}}formas, kurių tradiciniai metodai negali sukurti
5 būdai, kaip 3D spausdinimas palengvina akumuliatoriaus laikiklius
Topologijos optimizavimas
Programinė įranga pašalina medžiagą iš mažo{0}}streso regionų ir palieka ją tik ten, kur kroviniai keliauja. Paskelbtais atvejais vien tai sumažino laikiklio masę 30–50 %, išlaikant įtempius ribose.
Grotelės ir tuščiavidurės konstrukcijos
Vidinės grotelės arba tuščiavidurės sekcijos pakeičia vientisas dalis. Dalis išlaiko standumą ten, kur reikia, bet išmeta nereikalingą masę. Tai neįmanoma naudojant įprastą štampavimą.
Dalies konsolidavimas
Penkios štampuotos detalės, kurias kažkada reikėjo suvirinti arba pritvirtinti varžtais, gali tapti vienu spausdintu komponentu. Mažiau jungčių reiškia mažesnę tvirtinimo detalių, suvirinimo siūlių ir persidengiančių flanšų masę.
Plonesnės sienos neprarandant standumo
Kadangi medžiagų pasiskirstymas yra optimizuotas, sienelės storis gali būti sumažintas mažos{0}}apkrovos vietose, o kritinės sekcijos išlieka tvirtos. Bendras standumas išlaikomas arba net pagerėja.
Mažiau tvirtinimo detalių, mažiau surinkimo
Pašalinus varžtus, veržles ir suvirinimo siūles, sumažėja ir jų svoris, ir antrinės operacijos, reikalingos jų montavimui. Galutinis surinkimas yra lengvesnis ir paprastesnis.
Šios penkios svirtys veikia kartu. Pritaikius lengviems elektromobilių baterijų blokams, bendras efektas reguliariai sumažina svorį 20–40 %, palyginti su originaliu štampuotu arba suvirintu dizainu.
Ką sako tyrimas: realūs svorio taupymo skaičiai
Paskelbti tyrimai ir pramonės atvejai nuolat rodo, kad sutaupoma dvigubai{0}}. Vienas iš -peržiūrėtų topologijos-optimizuotų akumuliatoriaus laikiklio masės sumažėjo 49 %, o kartu atitiko stiprumo ir saugos{5}}faktorius. Kitas automobilių aliuminio važiuoklės komponentas, pagamintas didelio formato metalo spausdinimo būdu, sumažino daugiau nei 30 % svorį ir žymiai padidino sukimo standumą. Kinijos pramonės pavyzdžiai apie AlSi10Mg akumuliatorių atramas praneša apie 25 % svorio sumažinimą ir atitinkamą kelių kilometrų atstumo padidėjimą.
Ar 3D spausdintas aliuminis pakankamai tvirtas?
Taip-kai dizainas yra tinkamai patvirtintas. Pagamintas AlSi10Mg gali pasiekti 400–460 MPa tempimo stiprumą; termiškai{6}}apdorota medžiaga suteikia tam tikrą stiprumą, kad pagerintų lankstumą ir pašalintų liekamąjį{7}}įtempimą. Nuovargio, vibracijos ir susidūrimo reikalavimai vis tiek turi būti patikrinti imituojant ir atliekant fizinius bandymus, lygiai taip pat, kaip ir bet kuriai kitai konstrukcijos sudedamajai daliai. Išlaikius šiuos testus,Aliuminio lydinio 3D spausdinimasatitinka automobilių ilgaamžiškumo lūkesčius.
Atvejo tyrimas: kaip Sunhingstones sumažino laikiklio svorį
Europos elektromobilių tiekėjui reikėjo baterijų{0}}paketo atraminių laikiklių šeimos. Originaliame projekte buvo naudojamos štampuotos plieno dalys, kurios buvo suvirintos į mazgus. Svoris buvo didelis, surinkimo laikas buvo ilgas, o dizaino pakeitimams reikėjo naujų įrankių.
„Sunhingstones“ perkūrė skliaustus naudodami topologijos optimizavimą ir atspausdino juos AlSi10Mg. Kelios dalys buvo sujungtos į atskirus komponentus, vidinės grotelės buvo įvestos ne-kritinėse zonose, o bendra geometrija buvo patobulinta, kad būtų galima spausdinti.
Pirmosios gamybos{0}}ketinimo partijos rezultatai:
Svoris sumažėjo maždaug 32 %, palyginti su originaliu plieniniu mazgu
Atskirų dalių, supjaustytų nuo penkių iki vienos, skaičius
Surinkimo laikas sutrumpėjo daugiau nei per pusę
Mechaninės savybės (statinis stiprumas ir vibracija) atitiko kliento specifikacijas po terminio apdorojimo ir kritinių sąsajų apdirbimo
Laikas nuo patvirtinto projekto iki pirmųjų funkcinių pavyzdžių buvo trumpesnis nei trys savaitės. Tas pats procesas padidintas iki mažos apimties serijinės gamybos be naujų įrankių.
Kada 3D spausdinimas turi prasmę (ir kada ne)
Aliuminio lydinio 3D spausdinimasyra stiprus pasirinkimas, kai:
Apimtys nuo mažo iki vidutinio (nuo dešimties iki kelių tūkstančių dalių per metus)
Geometrija yra sudėtinga arba dažnai perkurta
Dalių konsolidavimas arba topologijos optimizavimas gali suteikti aiškią svorio ar surinkimo naudą
Įrankių kaina tradiciniams metodams yra didelė, palyginti su dalies kiekiu
Paprastai tai nėra pats pigiausias maršrutas, kai:
Tūriai labai dideli, o geometrija paprasta
Esami štampavimo ar liejimo įrankiai jau amortizuoti
Daliai nėra naudingos sudėtingos vidinės struktūros
PatyręsMetalo 3D spausdinimo gamintojasnuoširdžiai pasakys, kokioje situacijoje esate.
Kaip pasirinkti aliuminio 3D spausdinimo gamintoją
Ieškokite šių galimybių:
Įrodyta patirtis naudojant AlSi10Mg ir automobiliams skirtus miltelius
Namų-tankio, tempimo ir (pageidautina) KT patikrinimas
Terminis apdorojimas, streso mažinimas ir antrinio apdirbimo galimybė
Galimybė teikti dizaino-pagalba-pridedamajai-gamybai (DFM) ir topologijos-optimizavimui
Aiškus kelias nuo prototipo iki{0}}mažos apimties gamybos
Tiekėjas, kuris jau gamina lengvus EV baterijų blokų laikiklius ir kitus konstrukcinius aliuminio komponentus, sutrumpins jūsų kūrimo ciklą ir sumažins techninę riziką.
DUK
Kiek svorio gali sutaupyti 3D spausdinimas ant akumuliatoriaus laikiklio?
Tipiškas sutaupymas svyruoja nuo 20 % iki 40 %, palyginti su štampuoto arba suvirinto plieno konstrukcijomis, kai taikomas topologijos optimizavimas ir dalių konsolidavimas. Ekstremalūs atvejai pasiekė beveik 50 proc.
Ar 3D spausdintas aliuminis yra toks pat stiprus kaip apdirbtas aliuminis?
-Pagamintas ir termiškai{1}}apdorotas AlSi10Mg stiprumo lygis yra panašus į daugelio įprastų aliuminio lydinių. Svarbiausia yra tinkama proceso kontrolė, terminis apdorojimas ir patvirtinimas konkrečiais apkrovos atvejais.
Kiek laiko užtrunka atspausdinto skliausto pavyzdžio gavimas?
Remiantis patvirtintais CAD duomenimis, funkciniai pavyzdžiai dažnai pasiekiami per 1–3 savaites, atsižvelgiant į dydį, kiekį ir tolesnio apdorojimo reikalavimus.
Ar galite gaminti mažas partijas bandymams?
Taip. Mažos apimties{1}}dešimčių ar šimtų dalių gamybos serijos yra standartinis metalo priedų gamybos atvejis.
Kokius failus reikia cituoti?
Pirmajai citatai ir DFM peržiūrai paprastai pakanka 3D CAD modelio (pageidautina STEP) ir bet kokių apkrovos atvejų, kritinių matmenų, paviršiaus -apdailos reikalavimų ir informacijos apie kiekį.
Pasiruošę palengvinti akumuliatorių?
Atsiųskite mums savo dabartinį laikiklio dizainą arba 3D modelį. Įvertinsime svorio-taupymo potencialą, pasiūlysime topologijos ar konsolidavimo galimybes ir pateiksime aiškią kainą kartu su realiu gamybos planu. Aliuminio lydinio 3D spausdinimas yra vienas praktiškiausių šiandien galimų būdų sumažinti elektromobilių baterijų{5}}paketų masę neprarandant našumo.