<nav id="ake48"><strong id="ake48"></strong></nav>
  • <nav id="ake48"></nav>
  • 歡迎來到工業加熱平臺! 029-85271177
    您當前所在位置:首頁 > 專題專區 > 日企用高壓鑄造技術生產出新型復合材料:鑄鐵的強度、鋁的輕量

    日企用高壓鑄造技術生產出新型復合材料:鑄鐵的強度、鋁的輕量

    ——
    2020-04-21 10:16 發布者: 工業加熱平臺
    據日本媒體報道,日前由日本靜崗縣企業開發出了一種與鑄鐵相同強度、與鋁同等輕量的復合材料。通過高壓鑄造技術的熔融金屬鍛造法,實現了這些特征。這種新型復合材料可應用于電動汽車(EV)、半導體制造裝置、家電、重型電器、產業機器人等部件,實現產品的輕量化。
    這種新型復合材料具有特殊陶瓷和鋁合金材料特性。拉伸強度為290兆(M)帕斯卡(Pa),彎曲強度為350MPa,彈性模量為120G(G)Pa,具有與鑄鐵(FC 250)相同的機械特性。熱膨脹率是陶瓷和鋁合金的中間程度。

    密度約為鑄鐵的三分之一,相當于鋁合金的每立方厘米2.8克。比熱和熱容量與鋁合金相同,但熱導率約為鋁合金的三分之一,熱變形較少。除此之外,還具有可以進行線放電加工、易于切削加工、不帶焊錫、阻尼特性優越等優點。

    實現這一特征的基礎技術是熔融金屬鍛造法。在模具中放入融化金屬,施加高壓力使其凝固,鑄造復合金屬。由于在相對短的時間內使熔體凝固,合金組織密集且鑄巢(鑄巢:金屬內產生的微小空洞)較少,可以穩定地制造高強度鑄件??梢詫崿F和重復鍛造排除缺陷的鍛造法同等水平的品質和均勻性。

    如果替代至今為止用鑄鐵制作的部件,可以大幅度的輕量化。如果替代鋁合金使用,可以使產品部件壽命延長,實現產品的低成本、低能耗和高效率生產。

    相關研究

    復合材料開始在汽車輕量化的進程中大顯身手

    輕量化是汽車行業節能減排的重要途徑之一,因而也是近些年汽車行業的研究熱點,相應地,高強鋼、鋁合金、鎂合金等金屬材料,工程塑料、復合材料等非金屬材料,在材料本身和應用開發方面都取得了快速的發展。

    隨之而來的問題是,混合材料的結構帶來了連接技術的難題。以往,業界對金屬材料的連接已經游刃有余,比如對于鋼材之間的連接、鋼—鋁之間的連接,焊接、鉚接、膠接、機械連接等工藝的應用都已經非常成熟。然而,當復合材料等非金屬材料加入之后,這些工藝大多就無法滿足要求了,只有膠接是相對可靠的連接方式,但由于膠的固化需要較長時間,使得大批量生產線在車身車間卡住了脖子,汽車生產的整個節拍都會受到影響。

    輕量化車身的連接,對強度、剛度、耐久性、可靠性、耐腐蝕性、工藝性和經濟性等都有著非常高的綜合要求,所以,汽車輕量化連接工藝只有不斷地創新,才能滿足新時代的要求。

    近期在法國巴黎舉行的JEC WORLD,是目前全球規模最大的復合材料展,在這個展會上,記者不僅看到了復合材料在汽車零部件產品中的大量創新應用,還看到了很多先進的制造工藝技術和設備,其中最讓人眼前一亮的是一項非常具有突破性的輕量化車身工藝——變頻微波固化技術。

    針對采用了碳纖維增強復合材料等非金屬材料的混合材料輕量化車身(包括非金屬+非金屬、非金屬+金屬),這種變頻微波固化技術可使膠接點3——20 s就能夠迅速固化,整條生產線的節拍因此可以提高到60JPH以上,足以顛覆當前碳纖維車身制造的效率和成本!

    這項變頻微波固化技術的專利屬于EXPERT,一家位于英國的自動化公司。在JEC WORLD展會現場,EXPERT公司總裁Angelo Luciano先生高興地向記者介紹說:“EXPERT成立于1972年,是英國最大的自動化公司。我們80%以上的業務是為汽車行業提供服務,包括車身制造、總裝和動力總成制造的系統解決方案,并且在大量合作項目中積累了非常豐富的專業經驗?!闭强粗辛似湓趯I領域的卓越表現,2018年,EXPERT被賽赫智能設備(上海)股份有限公司(以下簡稱為“賽赫”)收購,開始了嶄新的全球化發展之路。

    目前,迎合汽車行業的發展趨勢,EXPERT更加專注于輕量化車身制造的相關工程解決方案。此次EXPERT最新推出的用于輕量化車身的變頻微波固化技術,正是這一領域的重大創新,能夠在輕量化車身制造中極大地提高生產節拍,大幅降低生產成本!

    實際上,變頻微波固化技術的前期研發用了24年,在此之前已廣泛用于半導體領域,現在開始逐步用于汽車行業的輕量化車身制造。

    采用變頻微波固化技術,一個膠接點的固化時間通常僅為3——20 s,具體取決于被連接的工件的大小、兩種材料的種類和厚度、固化膠的類型、連接點的數量、機器人的數量以及工藝技術要求等,但最長不會超過1 min,這意味著車身車間的生產節拍可以輕松達到60JPH以上,完全滿足大批量生產線的要求!相比之下,如果采用傳統技術,不同技術手段的固化時間則需6——90 min,且最通用的技術也需要20 min以上,節拍根本無法滿足大批量生產需求,同時也會把整個工件烤的特別熱,工件表面可能產生變形,工人的手也無法直接接觸工件。


    該工藝的實施過程中,通常是選一些關鍵的膠接點進行快速固化,確保車身主要結構位置不變,可以繼續進行后續工藝,而其他膠接點則自然固化。這樣一來,整個產線的效率會進一步提升。之所以采用變頻微波,是因為膠水里有很多不同成分的化學物質,固定頻率的微波只能對某一種物質帶來加熱作用,而變頻微波則可以讓這些物質都熱起來,從而快速固化。

    變頻微波和固定頻率微波對膠水固化的不同結果

    作為核心的變頻微波控制器及其控制算法均由EXPERT開發,可以精確控制針對不同膠水成分的微波頻率和波形,對不同的膠水提供最佳的快速固化方案。

    這種工藝只在很小的點上對膠接點進行加熱,而且其前端的設計會讓微波的方向精準受控,只加熱需要加熱的地方,而其他周邊區域則絲毫不受影響。此外,微波的方向性很強,對外輻射很小,因而也不會影響人員健康和其他設備的工作。

    “變頻微波固化技術的所有技術開發、應用開發、產品設計及工藝實施等,都由EXPERT實現。目前,我們是汽車行業唯一一家擁有這項技術的公司?!盇ngelo Luciano先生自豪地說,“特別值得一提的是,基于突出的工藝性,這項專利技術剛剛被捷豹路虎確認為最新的‘下一代車身技術’,因此也非常值得在全行業推廣應用?!?/span>

    文章來源: 日本近觀察、AI汽車制造業

    原文鏈接:https://www.xianjichina.com/special/detail_445097.html
    來源:賢集網
    著作權歸作者所有。商業轉載請聯系作者獲得授權,非商業轉載請注明出處。