大型一体压铸件内外如何实现质量保证

Release time: 2024-06-04


“在新能源汽车渗透率日益提升的当下,对电动汽车的“里程焦虑”仍然是影响车主选购的重要因素。广东省中山市消费者委员会新近发布的新能源汽车消费体验调研结果显示,续航里程不足与充电设施配套不足是消费者最“焦虑”的问题。减轻汽车重量是增加电动汽车续航里程的有效途径,而一体化压铸被业内视为实现车身轻量化的一把钥匙,厂商竞相布局。”

一体化压铸成新能源汽车提质增效重要途径

咨询公司DuckerFrontier的研究指出,由于减少了燃油车用发动机、传动系统以及其他零部件,新能源车用铝量分别减少了49、39、5kg;由于新增电池包、电驱动系统等,新能源车在动力传动系统、电池包与车身结构件及其他零部件分别使单车用铝量提高了30、142、7kg。根据比亚迪的研究,新能源汽车约有70%的能耗用在车身质量上,整车质量每减轻 100 kg,每百公里电耗大约降低0.5-1千瓦时。

在中国汽车工程学会发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中,汽车轻量化被列为九大技术发展方向之一。汽车轻量化的实现涉及材料、工艺、结构三方面,一体化压铸通过将原本需要组装的多个单独零部件高度集成,铸造出整体的大铸件,从而大大减轻汽车重量,也降低了车企的制造成本。近年来,从造车新势力到老牌中外车企,都陆续有采用一体化压铸技术的新能源车型上市。有机构预测,2024年中国市场有望迎来一体化压铸车型上市热潮。

蔡司为压铸全生命周期提供质量解决方案

随着压铸工艺的发展及新能源汽车轻量化对一体化压铸技术的需求增长,压铸件现已广泛应用于(新能源)汽车、家电、医疗、光伏、3C等行业。

不同于传统机加件,压铸件通常具有更为复杂的形状和细小结构,且循环生产周期长。由于长期处于高温、高压的生产环境中,压铸件及压铸模具也极易产生诸如凹陷、裂纹、气孔等缺陷。若因压铸件质量问题造成返工,则往往给生产企业带来极大损失,造成生产成本的浪费。越来越多的新能源汽车核心部件用铝合金压铸产品,但铸件工艺或多或少无法避免内部缺陷,制造商需要及时发现零件的“隐藏秘密”。蔡司工业测量解决方案可贯穿整个压铸工艺链,覆盖压铸全生命周期。

蔡司压铸质量解决方案所涵盖的产品线非常完整。作为当前工业质量检测领域中唯一一家拥有全系列产品的供应商,蔡司的产品线涵盖了三坐标、X射线、光学扫描、工业显微镜以及一系列工业质量软件。因此,无论处于哪一个生产阶段,比如结构设计、原料、电极、模具、毛坯、机加工到数据整合,蔡司都能满足企业中不同部门和不同人员的需求。

随着一体化压铸的使用,铸件越来越大,对铸件尺寸、产品精度等要求也越来越高。利用蔡司的三维测量机、X射线检测机等组合,可及时发现铸件外部尺寸和内部缺陷,确保残次品不流入下一道生产工序,为生产质量提供保障。

在结构设计阶段,通常会涉及产品CAD的制作,包括逆向工程。逆向工程对于研发而言是产品迭代更新最快的一个途径,它可以帮助研发人员进一步了解设计的优势和缺陷并快速修改。过去,一个汽车外形从油泥模型到设计完成需要经历漫长的过程。而如今,蔡司的光学扫描技术能够快速将实物扫描成对应的点云,从而通过逆向快速形成CAD模型,大大缩短了研发时间,为后续产品的快速上市奠定了良好基础。

在原料阶段,相的分布和取向会影响硬度、强度、断裂延伸率等材料性能。蔡司的3D动态测量传感器可用于分析样品的相分布,全自动且精准地测定相的尺寸、形状和取向,还可获得材料的孔隙分布等信息,为原料质量把关。

进入试生产阶段,涉及的内容更为复杂,包括压铸机的注射压力、模具温度、保压等各种细节。工艺参数的迭代和试模都需要依赖经验值进行不断调试。这意味着每一次迭代生产出来的工件都需要进行理化测试,同时检查其形貌、内部缺陷等,确保生产稳定。最终通过模具验证后,方可进行批量化生产。整个过程耗时较长,试生产批次越多,报废的零件也越多,从而可能导致新产品正式批量生产的周期拉长,对上市周期和投资回报率产生影响。

为了应对这些挑战,蔡司提供了包括光学系统和X射线检测在内的多种解决方案。这些技术能够在试生产阶段轻松、快速地进行产品内部缺陷和外观形貌尺寸的检测。此外,从软件整合的角度来看,蔡司将三维扫描、逆向工程、工业CT和X-Ray等技术集成在同一软件平台下,为用户的使用和企业管理提供了极大的便利。

在此次压铸行业主题日中,蔡司将为与会者详解用于一体化压铸的新产品,其中的2D X射线检测设备具有在线检测、自动剔除不合格品功能,尤其是“检测面积”与“占地面积"的高比率,能有效减少对客户生产布局的影响。光学3D测量机则配备了安全控制装置,可以多方使用雷射测头,从而实现高速量测和高细节分辨率的目标。

蔡司工业质量解决方案部销售总监侯世俊先生表示,“我们是非常看好压铸技术发展所带来的颠覆,尤其在一些新行业里的应用。所有的技术都在不断变化中,市场的需求也在不断变化中。我们要不断地调整我们的解决方案,能够更加匹配客户的痛点及未来的潜在需求。”

2023年,中国汽车产销量双双创历史新高。与此同时,中国新能源汽车产销量连续九年位居世界第一。从传统燃油汽车到新能源汽车,压铸都是制造中的重要工艺,蔡司压铸行业质量解决方案能够覆盖压铸生产全流程,借助蔡司丰富的产品组合,为压铸相关企业从原材料到成品加工的整个生产过程中的每一个环节,提供高效的硬件和软件质量解决方案。

无锡灵恩机电设备有限公司是蔡司工业测量代理,主要经营蔡司三坐标、蔡司三维扫描仪(蔡司3D扫描仪)、蔡司工业CT以及蔡司工业显微镜等。电话热线:4009699806。

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