D'Batterie ass den zentrale Bestanddeel vun engem Elektroauto, an hir Leeschtung bestëmmt déi technesch Indicateuren wéi d'Batterielaufzäit, den Energieverbrauch an d'Liewensdauer vum Elektroauto. Den Batterietablett am Batteriemodul ass den Haaptbestanddeel, deen d'Funktioune vum Droen, Schutz a Killung erfëllt. De modulare Batteriepack ass an der Batterietablett arrangéiert, um Chassis vum Auto iwwer d'Batterietablett befestegt, wéi an der Figur 1 gewisen. Well se um Buedem vun der Karosserie installéiert ass an d'Aarbechtsëmfeld haart ass, muss d'Batterietablett d'Funktioun hunn, Steeschlag a Lächer ze vermeiden, fir ze verhënneren, datt de Batteriemodul beschiedegt gëtt. D'Batterietablett ass e wichtege Sécherheetsstrukturdeel vun Elektroautoen. Am Folgenden gëtt de Formprozess an den Design vun der Form vun Aluminiumlegierung-Batterietabletten fir Elektroautoen presentéiert.
Figur 1 (Batteriefach aus Aluminiumlegierung)
1 Prozessanalyse a Formentwurf
1.1 Gossanalyse
Den Aluminiumlegierungsbatteriebehälter fir Elektroautoen ass an der Figur 2 gewisen. Déi allgemeng Dimensioune sinn 1106 mm × 1029 mm × 136 mm, d'Basiswanddicke ass 4 mm, d'Gossqualitéit ass ongeféier 15,5 kg, an d'Gossqualitéit no der Veraarbechtung ass ongeféier 12,5 kg. D'Material ass A356-T6, Zuchfestigkeit ≥ 290 MPa, Streckgrenz ≥ 225 MPa, Dehnung ≥ 6%, Brinell-Härkeet ≥ 75~90 HBS, muss d'Loftdichtheet an d'IP67&IP69K-Ufuerderunge erfëllen.
Figur 2 (Batteriefach aus Aluminiumlegierung)
1.2 Prozessanalyse
Nidderdrock-Sprëtzguss ass eng speziell Gossmethod tëscht Drockgoss a Schwéierkraaftgoss. Et huet net nëmmen d'Virdeeler vun der Notzung vu Metallformen fir béid, mä och d'Charakteristike vun enger stabiler Fëllung. Nidderdrock-Sprëtzguss huet d'Virdeeler vun enger niddreger Fëllungsgeschwindegkeet vun ënnen no uewen, einfach ze kontrolléierender Geschwindegkeet, klengen Impakt a Sprëtz vu flëssegem Aluminium, manner Oxidschlack, héich Gewiefdicht an héich mechanesch Eegeschaften. Beim Nidderdrock-Sprëtzguss gëtt de flëssege Aluminium glat gefëllt, an d'Goss verstäerkt a kristalliséiert ënner Drock, an e Goss mat enger héijer dichter Struktur, héije mechaneschen Eegeschaften an engem schéinen Ausgesinn kann erreecht ginn, wat gëeegent ass fir grouss dënnwandeg Goss ze bilden.
No de mechanesche Eegeschafte vum Goss ass d'Gossmaterial A356, wat d'Bedierfnesser vun de Clienten no der T6-Behandlung erfëlle kann, awer d'Gëssflëssegkeet vun dësem Material erfuerdert am Allgemengen eng raisonnabel Kontroll vun der Formtemperatur fir grouss an dënn Gossstécker ze produzéieren.
1.3 Giddsystem
Wéinst de Charakteristike vu groussen an dënnen Gossstécker musse verschidde Schleisen entworf ginn. Gläichzäiteg, fir eng reibungslos Fëllung vum flëssegen Aluminium ze garantéieren, ginn Fëllkanäl um Fënster bäigefüügt, déi duerch d'Noveraarbechtung ewechgeholl musse ginn. Zwee Prozessschemae vum Gosssystem goufen an der fréier Phas entworf, an all Schema gouf verglach. Wéi an der Figur 3 gewisen, arrangéiert Schema 1 9 Schleisen an fügt Zoufuhrkanäl um Fënster bäi; Schema 2 arrangéiert 6 Schleisen, déi vun der Säit vum ze formen Goss ausgosen. D'CAE-Simulatiounsanalyse gëtt an der Figur 4 an der Figur 5 gewisen. Benotzt d'Simulatiounsresultater fir d'Formstruktur ze optimiséieren, ze probéieren den negativen Impakt vum Formdesign op d'Qualitéit vun de Gossstécker ze vermeiden, d'Wahrscheinlechkeet vu Gossdefekter ze reduzéieren an den Entwécklungszyklus vun de Gossstécker ze verkierzen.
Figur 3 (Vergläich vun zwou Prozessschemae fir Nidderdrock)
Figur 4 (Temperaturfeldvergläich beim Fëllen)
Figur 5 (Vergläich vu Schrumpfporositéitsdefekter no der Erstarrung)
D'Simulatiounsresultater vun den zwou uewe genannten Schemae weisen, datt dat flëssegt Aluminium an der Kavitéit ongeféier parallel no uewe beweegt, wat mat der Theorie vun der paralleler Fëllung vum flëssege Aluminium als Ganzt iwwereneestëmmt, an déi simuléiert Schrumpfporositéitsdeeler vum Goss ginn duerch d'Verstäerkung vun der Ofkillung an aner Methoden geléist.
Virdeeler vun den zwou Schemaen: No der Temperatur vum flëssegen Aluminium während der simuléierter Fëllung ze beurteelen, huet d'Temperatur vum distalen Enn vum Goss, dat no Schema 1 geformt gouf, eng méi héich Uniformitéit wéi déi vum Schema 2, wat zur Fëllung vun der Kavitéit bäidréit. D'Goss, dat no Schema 2 geformt gouf, huet keen Ausgangsrescht wéi dee vum Schema 1. D'Schrumpfporositéit ass besser wéi déi vum Schema 1.
Nodeeler vun den zwou Schemaen: Well d'Schleiss um Goss ubruecht ass, dat am Schema 1 geformt soll ginn, gëtt et e Schleissrescht um Goss, deen ëm ongeféier 0,7 kcal am Verglach zum urspréngleche Goss eropgeet. Vun der Temperatur vum flëssegen Aluminium am Schema 2 simuléierte Fëllung ass d'Temperatur vum flëssegen Aluminium um distalen Enn scho niddreg, an d'Simulatioun ass ënner dem idealen Zoustand vun der Formtemperatur, sou datt d'Fléisskapazitéit vum flëssegen Aluminium am tatsächlechen Zoustand net ausreechend ka sinn, an et gëtt e Problem vu Schwieregkeeten beim Gossformen.
Zesumme mat der Analyse vu verschiddene Faktoren gouf Schema 2 als Gosssystem gewielt. Am Hibléck op d'Nodeeler vum Schema 2 sinn de Gosssystem an d'Heizsystem am Formdesign optimiséiert. Wéi an der Figur 6 gewisen, gëtt den Iwwerlafsteiger bäigefüügt, wat fir d'Fëllung vu flëssegem Aluminium virdeelhaft ass a reduzéiert oder vermeit datt Mängel a gegossene Gossstécker optrieden.
Figur 6 (Optiméiert Giddsystem)
1.4 Killsystem
Déi spannungsdroend Deeler a Beräicher mat héije mechanesche Leeschtungsufuerderunge vu Gossstécker mussen richteg gekillt oder gefiddert ginn, fir Schrumpfporositéit oder thermesch Rëssbildung ze vermeiden. Déi grondleeënd Wanddicke vum Goss ass 4 mm, an d'Erstarrung gëtt vun der Hëtztofleedung vun der Form selwer beaflosst. Fir seng wichteg Deeler gëtt e Killsystem opgeriicht, wéi an der Figur 7 gewisen. Nodeems d'Fëllung ofgeschloss ass, gëtt Waasser ofgekillt, an déi spezifesch Killzäit muss op der Gossplaz ugepasst ginn, fir sécherzestellen, datt d'Sequenz vun der Erstarrung vum Enn vum Schaltgang bis zum Schaltgang geformt gëtt, an datt de Schaltgang an de Steiger um Enn erstarrt sinn, fir den Zousazeffekt z'erreechen. Den Deel mat méi décker Wanddicke benotzt d'Method fir Waasserkillung un den Asaz ze addéieren. Dës Method huet e besseren Effekt am aktuellen Gossprozess a kann Schrumpfporositéit vermeiden.
Figur 7 (Kühlsystem)
1.5 Auspuffsystem
Well d'Höhl vum Metall aus Nidderdrock-Sprëtzguss zou ass, huet se keng gutt Loftduerchlässegkeet wéi Sandformen, an et gëtt och net duerch Steigerleitungen beim allgemenge Schwéierkraaftguss ofgegoss, wouduerch d'Ofgas vun der Höhl vum Nidderdrock-Sprëtzguss de Fëllprozess vum flëssegen Aluminium an d'Qualitéit vun de Goss beaflossen. D'Sprëtzgussform aus Nidderdrock kann duerch d'Lächer, d'Ofgasrillen an d'Ofgasstecker an der Trennfläch, der Stoussstang etc. ofgegoss ginn.
Den Design vun der Auspuffgréisst am Auspuffsystem soll dem Auspuff ouni Iwwerlaf bäidroen. E vernünftegt Auspuffsystem kann Defekter wéi net genuch Fëllung, locker Uewerfläch a geréng Festigkeit bei Gossgussen verhënneren. Déi lescht Fëllfläch vum flëssegen Aluminium während dem Gossprozess, wéi d'Säiterescht an den Opstig vun der ieweschter Form, muss mat Auspuffgas ausgestatt sinn. Well flëssegt Aluminium beim aktuellen Nidderdrock-Sprëtzgussprozess liicht an d'Lück vum Auspuffstopf fléisst, wat dozou féiert, datt de Loftstopf beim Opmaache vun der Form erausgezunn gëtt, ginn no e puer Versich a Verbesserungen dräi Methoden ugeholl: Method 1 benotzt eng pulvermetallurgesch gesintert Loftstopf, wéi an der Figur 8(a) gewisen, den Nodeel ass, datt d'Produktiounskäschte héich sinn; Method 2 benotzt eng Naht-Auspuffstopf mat enger Lück vun 0,1 mm, wéi an der Figur 8(b) gewisen, den Nodeel ass, datt d'Auspuffnaht no der Lacksprëtzung liicht verstoppt gëtt; Method 3 benotzt eng Drot-geschnidden Auspuffstopf, d'Lück ass 0,15~0,2 mm, wéi an der Figur 8(c) gewisen. D'Nodeeler sinn eng niddreg Veraarbechtungseffizienz an héich Fabrikatiounskäschten. Verschidden Auspuffdüsen mussen jee no der tatsächlecher Fläch vum Gossstéck ausgewielt ginn. Am Allgemengen ginn gesintert an drotgeschnidden Entlüftungsdüsen fir d'Höhl vum Gossstéck benotzt, an den Nahttyp gëtt fir de Sandkärkapp benotzt.
Figur 8 (3 Zorte vun Auspuffdüsen, déi fir Nidderdrock-Sprëtzguss gëeegent sinn)
1.6 Heizungssystem
D'Gossform ass grouss a mat enger dënner Wanddicke. Bei der Formflussanalyse ass d'Flossquote vum flëssegen Aluminium um Enn vun der Fëllung net genuch. De Grond dofir ass, datt de flëssegen Aluminium ze laang fléisst, d'Temperatur fällt, an de flëssegen Aluminium virzäiteg fest gëtt a seng Flëssegkeet verléiert, wann et kal zougeet oder net genuch ausgießt, an de Steiger vun der ieweschter Form kann den Effekt vun der Zufuhr net erreechen. Aus dëse Problemer kann een, ouni d'Wanddicke an d'Form vum Goss ze änneren, d'Temperatur vum flëssegen Aluminium an d'Formtemperatur erhéijen, d'Flëssegkeet vum flëssegen Aluminium verbesseren an de Problem vum kale Zougeet oder net genuch ausgießen léisen. Wéi och ëmmer, eng exzessiv Temperatur vum flëssegen Aluminium an d'Formtemperatur produzéieren nei thermesch Verbindungen oder Schrumpfungsporositéit, wat zu exzessive flaache Lächer no der Gossveraarbechtung féiert. Dofir ass et néideg, eng passend Temperatur vum flëssegen Aluminium an eng passend Formtemperatur ze wielen. Erfahrungsméisseg gëtt d'Temperatur vum flëssegen Aluminium op ongeféier 720 ℃ kontrolléiert, an d'Formtemperatur op 320~350 ℃ kontrolléiert.
Wéinst dem grousse Volumen, der dënner Wanddicke an der gerénger Héicht vum Goss, ass en Heizsystem um ieweschten Deel vun der Form installéiert. Wéi an der Figur 9 gewisen, ass d'Richtung vun der Flam op den ënneschten an d'Säite vun der Form geriicht, fir d'Ënnerfläch an d'Säite vum Goss ze hëtzen. Jee no der Giesssituatioun virun Ort, ginn d'Heizzäit an d'Flam ugepasst, d'Temperatur vum ieweschten Deel vun der Form op 320~350 ℃ kontrolléiert, d'Flëssegkeet vum flëssegen Aluminium an engem vernünftege Beräich garantéiert, an de flëssegen Aluminium d'Höhl an den Opstigsréier fëllt. Am tatsächlechen Asaz kann den Heizsystem d'Flëssegkeet vum flëssegen Aluminium effektiv garantéieren.
Figur 9 (Heizungssystem)
2. Formstruktur a Funktionsprinzip
Geméiss dem Nidderdrock-Sprëtzgussprozess, kombinéiert mat den Eegeschafte vum Goss an der Struktur vun der Ausrüstung, fir sécherzestellen, datt dat geformt Goss an der ieweschter Form bleift, ginn déi viischt, hënnescht, lénks a riets Kärzuchstrukturen op der ieweschter Form entworf. Nodeems d'Goss geformt a verstäerkt ass, ginn déi iewescht an ënnescht Formen als éischt opgemaach, an dann gëtt de Kär a 4 Richtungen gezunn, an zum Schluss dréckt déi iewescht Plack vun der ieweschter Form dat geformt Goss eraus. D'Formstruktur ass an der Figur 10 gewisen.
Figur 10 (Formstruktur)
Geännert vum May Jiang vu MAT Aluminum
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 11. Mee 2023
