Alumínium - könnyűsúlyú hódítja az autóipart WOTech Technical Media WOMag WOClean
Olivier Rebuffet
Olivier Rebuffet, a C-TEC Constellium Technology Center autóipari programmenedzsere
Az autóipar szembesül azzal a kihívással, hogy egyre könnyebb járműveket építsen a biztonság és a kényelem feláldozása nélkül. Ennek oka, hogy a jármű CO 2 -kibocsátása csökkenthető a tömeg csökkentésével. Ez jelentősen növelheti a fenntarthatóságot és a jövedelmezőséget. Az ipar tendenciája ezért a könnyű építés és a könnyebb anyagok használata felé mutat. Az alumínium optimális tulajdonságokkal rendelkezik ehhez. A nagy szilárdságú acél alternatívájaként a modern alumíniumötvözetek ideális tulajdonságokat kínálnak a merevség, szilárdság és alakíthatóság szempontjából. Ezáltal a járművek könnyűek, biztonságosak és fenntarthatóak.
Az erőforrás-megőrzés és a fenntarthatóság egyre fontosabbá válik az autóiparban. E célok elérése érdekében az optimális aerodinamika, a csökkentett gördülési ellenállás és az innovatív motortechnika, de mindenekelőtt a járművek súlycsökkentése játszik nagy szerepet. Ezért az alumínium egyre inkább felváltja az általános acélmegoldásokat az autógyártásban. Mivel a könnyűfém használatával akár 40% -os súlymegtakarítás érhető el. A karosszériapanelek mellett a szerkezeti részek extrudált profiljai egyre inkább ultraszilárd alumíniumötvözetekből készülnek.
Az alumínium könnyű konstrukciós potenciálja
A könnyű, alumínium konstrukció óriási megtakarítási lehetőséget kínál az acélhoz képest, különös tekintettel a szén-dioxid (CO 2) kibocsátásra. A jármű szén-dioxid-kibocsátása átlagosan 8 gramm/kilométerenként csökkenthető minden csökkentett tömeg 100 kilogrammjára. Egy 1800 kilogrammos gépkocsiban a mindössze öt százalékos súlycsökkenés mintegy másfél tonna szén-dioxid-kibocsátás-megtakarítást eredményez - a jármű teljes élettartama alatt számolva. A csökkent súly miatt az alacsonyabb üzemanyag-fogyasztás jót tesz a vezető pénztárcájának és a környezetnek egyaránt. A könnyebb autók nemcsak gazdaságosabbak és környezetbarátabbak, hanem biztonságosabbak is. Mivel könnyebben irányíthatók, rövidebb féktávolságot tesznek lehetővé, és ezáltal növelik a közúti forgalom biztonságát.
Az alacsonyabb súly mellett, egyenértékű szilárdsággal és stabilitással az alumínium számos más előnyt kínál az acélhoz képest. A könnyűfém nagyon korrózióálló, ezért ellenállóbb és biztonságosabb, mint más anyagok. Ezenkívül nagy szilárdsága ellenére nagyon könnyen kialakítható. Egy másik gazdasági pluszpont az, hogy a könnyű alumíniumötvözetek könnyen integrálhatók az acél felhasználásán alapuló meglévő gyártási folyamatokba. Ezért a meglévő termelési kapacitások felhasználhatók, és elkerülhetők az utólagos felszerelés magas költségei.
Az alumínium helyettesíti az acélt
Az autóiparban a különböző szilárdságú acélokat jelenleg is sokféle követelménynek használják, de az alumínium számos előnye miatt még mindig a jövő anyagának számít. A könnyűfém aránya az autóiparban ezért folyamatosan nőtt az elmúlt években. Míg 1990-ben autónként csak 50 kilogramm alumíniumot használtak fel, ez az arány ma már 151 kilogramm. A tendencia növekszik. Szakértők szerint az összegnek 2025-re 196 kilogrammra kell növekednie.
A döntő tényezők közé tartozik a modern alumíniumötvözetek kedvező tulajdonságai a fajlagos szilárdság, merevség, törés és alakíthatóság szempontjából. Az 5000 és 6000 család alumíniumötvözetei különösen alkalmasak karosszéria-alkalmazásokhoz. A járművek külső felületén történő alkalmazáshoz a 6000-es sorozatú ötvözeteket elsősorban magas felületi minőségüknek és alakíthatóságuknak, valamint magas korrózióállóságuknak köszönhetően használják. Ezenkívül egyre több nagy szilárdságú 6000 szerkezeti ötvözetet használnak, amelyek határozottan versenyeznek a nagy szilárdságú acélokkal.
Rendkívül nagy szilárdságú alumíniumötvözetek az autógyártásban
Annak érdekében, hogy hosszú távon versenyezni tudjon az acéllal és más anyagokkal, az alumíniumipar a könnyűfém folyamatos fejlesztésére és következetes fejlesztésére törekszik. Az alumínium szakember, a Constellium például nagy teljesítményű alumíniumötvözetek sorozatát fejlesztette ki, amelyeket pontosan az autóipar követelményeihez igazítottak. Ide tartozik például az Ultralex® termékcsalád, egy különösen kifinomult és rendkívül nagy szilárdságú alumínium-cink-magnézium-réz ötvözet a 7000 sorozatból. Ez 25% -kal csökkenti a súlyt az ultra nagy szilárdságú acélhoz képest. Előnye az is, hogy a 7000 ötvözetből készült alkatrészeket sokkal könnyebben be lehet építeni egy meglévő alumínium szerkezetbe, mint az ultraszilárd acélból készült járműrészeket.
A Constellium nagy szilárdságú ötvözetű családját, a Strongalex®-t szintén kifejezetten az igényes szerkezeti megerősítő alkatrészek számára fejlesztették ki. Javított mechanikai tulajdonságai révén a 6000-es sorozat ötvözete nagyobb súlyt takarít meg, mint az összehasonlítható acéltermékek, és ezáltal hozzájárul a stratégiai könnyű konstrukció előmozdításához.
B oszlop (B oszlop) az Ultralex ® alkalmazáshoz
Következtetés
A jövő autóinak egyszerre kell könnyűnek és biztonságosnak lenniük, ugyanakkor fenntarthatónak is. Ezért az autóipar egyre inkább a könnyű anyagokra támaszkodik. A merevség, szilárdság, alakíthatóság és korrózióállóság szempontjából kedvező tulajdonságainak köszönhetően az alumínium vonzó alternatívát kínál az acélhoz. Új, innovatív alumínium megoldások, például az Ultralex® alkalmazásával a szerkezeti elemek - és így a CO 2 -kibocsátás - tovább jelentősen csökkenthetők az acélhoz képest. A környezet köszönet!
A Constellium új, integrált befejező vonala az autóipari alumíniumlemezek gyártásához (Constellium Neuf-Brisach gyár)