1. El equilibrio ideal entre peso ligero y alta resistencia
La aleación de aluminio tiene solo 2,7 g/cm ³ de densidad, aproximadamente un-tercio de la densidad del acero. Pero si lo calientas usando métodos como el fortalecimiento con solución y el fortalecimiento con envejecimiento, su resistencia puede alcanzar entre 400 y 700 MPa. Algunas aleaciones de aluminio ultra-duras (como la serie 7075) son incluso más resistentes que el acero con bajo-carbono. Esta característica "ligera y de alta-resistencia" es importante para fabricar automóviles:
Las culatas y los cárteres de cilindros de aleación de aluminio son ejemplos de piezas de motor que son livianas. Esto puede hacer que el motor sea más liviano, reducir las fuerzas de inercia y hacer que la respuesta de potencia sea más rápida. Cuando una determinada marca de motor utiliza un cuerpo de cilindro de aleación de aluminio, por ejemplo, el peso disminuye un 15% y la economía de combustible aumenta un 8%.
Estructura de la carrocería: el uso de perfiles extruidos de aleación de aluminio en el bastidor de la carrocería puede reducir el peso del automóvil entre un 30 % y un 40 % y, al mismo tiempo, mantener la resistencia de la estructura mediante un diseño de optimización de la topología. El Tesla Model S tiene una carrocería-totalmente de aluminio que hace que el automóvil sea 400 kg más liviano que la carrocería de acero estándar y, al mismo tiempo, sigue siendo seguro en caso de accidente.
Sistema de chasis: el uso de brazos oscilantes de suspensión, muñones de dirección y otras piezas de aleación de aluminio no solo reduce la masa no suspendida y hace que el manejo sea más estable, sino que también reduce el efecto de-la masa no suspendida en el sistema de suspensión. Un SUV de una marca de lujo tiene un brazo inferior trasero de aleación de aluminio, lo que hace que el sistema de suspensión sea un 20% más rápido y lo hace mucho más cómodo.
2. Gran velocidad de procesamiento y aumento de la eficiencia
La aleación de aluminio tiene distintos beneficios tecnológicos en el mecanizado CNC, lo que la convierte en una excelente opción para la fabricación de alta-precisión y alta-eficiencia.
Gran capacidad de corte: la aleación de aluminio es blanda y se corta fácilmente, con una resistencia al corte de 1/3 a 1/2 que la del acero. Esto permite que las velocidades del husillo alcancen de 10.000 a 20.000 rpm y las velocidades de avance se acerquen a 3.000 a 5.000 mm/min. Esta capacidad de procesamiento de alta-velocidad reduce el tiempo necesario para procesar un solo artículo a más de la mitad y el ritmo al que las herramientas se desgastan en un 70%, lo que reduce considerablemente el costo total de fabricación.
Excelente capacidad para eliminar el calor: la aleación de aluminio tiene una conductividad térmica de 180 a 230 W/(m · K), que es de tres a cuatro veces mayor que la del acero. Durante el mecanizado CNC, el calor de corte puede llegar rápidamente a la superficie de la pieza de trabajo y ser eliminado por el fluido de corte. Esto detiene la distorsión térmica y garantiza que el mecanizado sea preciso. Un escenario de procesamiento de bloques de cilindros de motor específico demuestra que el uso de material de aleación de aluminio reduce la deformación térmica del procesamiento de 0,15 mm a 0,03 mm, al tiempo que mejora la estabilidad dimensional en un 80 %.
Gran calidad de la superficie: la rugosidad de la superficie de la aleación de aluminio puede ser tan baja como Ra0,8 μm después del corte. Esto es lo suficientemente bueno para superficies de calidad óptica sin ningún pulido adicional. Esta propiedad es especialmente esencial para fabricar elementos decorativos para el interior de los automóviles, como paneles de instrumentos y palancas de cambio. Estas piezas se pueden fabricar con una técnica de "moldeado de un solo corte" que les da un acabado similar a un espejo-y reduce el número de pasos necesarios para fabricarlas.
3. Garantía de estabilidad del material y resistencia a la corrosión.
La gruesa película de óxido de Al ₂ O ∝ que se forma naturalmente en la superficie de la aleación de aluminio es muy resistente a la corrosión, lo cual es especialmente importante en las duras condiciones en las que se utilizan los automóviles.
El compartimento del motor es un lugar hostil para las piezas de aleación de aluminio. Pueden soportar temperaturas superiores a 120 grados y corrosión por niebla salina, y no se oxidan incluso después de años de uso en el compartimiento del motor. Un cárter de aceite de aleación de aluminio para una determinada marca de motor pasó una prueba de niebla salina de 2000 horas, lo que hizo que el cárter de aceite durara cinco veces más que uno de acero.
Protección del sistema del chasis: la dureza de la superficie de las piezas de suspensión de aleación de aluminio puede alcanzar entre 300 y 400 HV después del anodizado y su resistencia al desgaste es tres veces mayor. Esto significa que pueden resistir mejor los efectos de la grava y los productos químicos de la carretera. El ciclo de mantenimiento del sistema de chasis de un determinado modelo de SUV se amplió de 2 a 5 años después de cambiar a manguetas de dirección de aleación de aluminio.
Durabilidad de las piezas interiores: Después de recubrirlas con pintura electroforética, la superficie de las piezas interiores de aleación de aluminio puede resistir arañazos mejores que 5H y permanecer brillante durante mucho tiempo. Después de 100.000 pruebas de apertura y cierre, las manijas de las puertas de aleación de aluminio de cierta marca de automóvil de lujo no mostraron evidencia de desgaste. Era 10 veces más largo que las piezas de plástico.
4. Trabajar juntos para generar nuevas ideas para el mecanizado CNC y aleaciones de aluminio.
Las características digitales e inteligentes de la tecnología de mecanizado CNC funcionan muy bien con las cualidades de las aleaciones de aluminio. Esto ayuda a la industria de producción de automóviles a avanzar hacia estructuras más precisas y complicadas.
Mecanizado de varillaje de cinco-ejes: las máquinas herramienta CNC de cinco-ejes pueden crear superficies complicadas con gran precisión. Por ejemplo, palas de motor, colectores de admisión y otras piezas. La precisión del perfil de una determinada pala de motor de aviación es ahora de ± 0,02 mm y la rugosidad de la superficie del canal de flujo es Ra0,4 μ m, lo que aumenta considerablemente la eficiencia del motor.
Capacidad de micromecanizado: el mecanizado CNC puede realizar microagujeros de aleación de aluminio (diámetro inferior o igual a 0,1 mm) y microranuras (ancho inferior o igual a 0,05 mm) con gran precisión. Esto es útil para fabricar piezas como módulos electrónicos de disipación de calor para automóviles y placas bipolares de pilas de combustible. La placa de enfriamiento de una batería de vehículo de nueva energía se fabricó utilizando procesamiento de microcanales de aleación de aluminio, lo que aumentó la eficiencia de disipación de calor en un 40%.
Tecnología de moldeo integrada: aquí es cuando el mecanizado CNC y la fundición a presión-se utilizan juntos para fabricar piezas estructurales de aleación de aluminio. Después de utilizar un subchasis de fundición a presión-de aleación de aluminio para un determinado chasis de automóvil eléctrico, el número de piezas pasó de 12 a 1 y el peso se redujo en un 25 %. También se utilizó mecanizado CNC para garantizar que la ubicación de los orificios de instalación de las llaves tuviera una precisión de ± 0,05 mm.
