Клијент улази са утиснутим-и-завареним челичним држачем батерије-. Састоји се од пет одвојених делова који морају бити заварени заједно. Паковање је већ тешко, домет пати, а сваки додатни килограм кошта енергију. Питање је једноставно: можемо ли задржати снагу и смањити тежину у исто време? Одговор је да. Комбиновањем оптимизације топологије са3Д штампање од алуминијумске легуре, инжењери могу редизајнирати носач тако да материјал остане само тамо где је потребан, више делова постаје једно, а коначна компонента је знатно лакша.
Зашто је тежина толико важна у ЕВ батерији
Батерија је обично најтежа компонента у електричном возилу, која често чини 20-25% укупне тежине празног возила. Додатна маса повећава отпор котрљања, захтева више енергије током убрзања и смањује ефикасност регенеративног кочења. Као грубо индустријско правило, сваких 100 кг уштеђене тежине може додати око 15–17 км стварног-светског домета, или отприлике 5–6% побољшања домета за 10% смањења тежине возила.
Носачи и потпорне структуре су одличне мете за лагану тежину. Има их много у типичном паковању, они су структурно независни и не морају да носе пуна оптерећења главног кућишта. Смањење њихове масе стога доноси мерљиве добитке без угрожавања примарне безбедносне структуре.
Шта је 3Д штампање алуминијумске легуре, на обичном енглеском?
Једноставним речима, 3Д штампање алуминијумске легуре гради део тако што се танки слојеви алуминијумског праха топи и топљени ласером, један по један слој, све док се потпуна геометрија не заврши. Процес је такође познат као ласерска -фузија слоја праха. Пошто се материјал додаје само тамо где дизајн то захтева, сложене унутрашње решетке, органски облици и консолидоване геометрије постају могући.
Зашто је АлСи10Мг најчешћи избор
АлСи10Мг 3Д штампани делови доминирају у аутомобилским апликацијама. Легура нуди добар баланс чврстоће, могућност ливења-као могућност штампања и релативно ниску густину (приближно 2,67 г/цм³). Након одговарајуће термичке обраде, даје затезне чврстоће у опсегу од 300–350 МПа са употребљивом дуктилношћу, што га чини погодним за структуралне конзоле.
Алуминијум наспрам челика наспрам ливеног алуминијума
Густина: АлСи10Мг ≈ 2,67 г/цм³|Челик ≈ 7,8 г/цм³|Ливени алуминијум сличан АлСи10Мг
Специфична снага: 3Д-штампани АлСи10Мг је конкурентан многим челицима на основу тежине-за-тежину
Слобода дизајна: далеко већа од ливења или штанцања, омогућавајући тополошки{0}}оптимизоване облике које традиционалне методе не могу да произведу
5 начина на које 3Д штампање чини носаче батерије лакшим
Оптимизација топологије
Софтвер уклања материјал из региона са ниским-напором и оставља га само тамо где терети путују. У објављеним случајевима само ово је смањило масу носача за 30–50 % уз задржавање напона у границама.
Решеткасте и шупље структуре
Унутрашње решетке или шупљи делови замењују чврсте делове. Део задржава крутост тамо где је потребно, али ослобађа непотребну масу. Ово је немогуће са конвенционалним штанцањем.
Консолидација делова
Пет утиснутих комада који су некада захтевали заваривање или завртње могу постати једна штампана компонента. Мање спојева значи мању масу причвршћивача, заварених перли и прирубница које се преклапају.
Тањи зидови без губитка крутости
Пошто је дистрибуција материјала оптимизована, дебљина зида може да се смањи у областима ниског-оптерећења, док критични делови остају робусни. Укупна крутост се одржава или чак побољшава.
Мање причвршћивача, мање монтаже
Уклањање вијака, навртки и заварених елемената уклања њихову тежину и секундарне операције потребне за њихову инсталацију. Коначна монтажа је лакша и једноставнија.
Ових пет полуга раде заједно. Када се примени на носаче за лагане ЕВ батерије, комбиновани ефекат редовно доноси смањење тежине од 20–40% у поређењу са оригиналним штанцаним или завареним дизајном.
Шта истраживање каже: Реални бројеви о уштеди тежине
Објављене студије и случајеви у индустрији доследно показују двоцифрене{0}}уштеде. Једна-рецензирана топологија-оптимизована конзола батерије је постигла смањење масе од 49% док је испунила циљеве фактора снаге и безбедности{5}}. Још једна компонента аутомобилске алуминијумске шасије произведена штампањем на металу великог{7}}формата дала је смањење тежине за више од 30% заједно са значајним повећањем торзионе крутости. Примери кинеске индустрије на АлСи10Мг батеријама показују смањење тежине од 25% и одговарајуће повећање домета од неколико километара.
Да ли је 3Д штампан алуминијум довољно јак?
Да-када је дизајн исправно потврђен. Као-изграђен АлСи10Мг може да достигне затезну чврстоћу од 400–460 МПа; термички-обрађени материјал мења одређену снагу за побољшану дуктилност и-ублажавање заосталог напрезања. Захтеви за умор, вибрације и ударе и даље морају бити верификовани симулацијом и физичким испитивањем, баш као и код било које друге структуралне компоненте. Када се ти тестови положе,3Д штампање од алуминијумске легуреиспуњава очекивања аутомобилске издржљивости.
Студија случаја: Како је Сунхингстонес смањио тежину носача
Европском добављачу електричних возила била је потребна породица{0}}држача за батерије. Оригинални дизајн је користио делове од печата од челика који су заварени у под-склопове. Тежина је била велика, време монтаже дуго, а промене дизајна захтевале су нове алате.
Сунхингстонес је редизајнирао заграде користећи оптимизацију топологије и одштампао их у АлСи10Мг. Више делова је консолидовано у појединачне компоненте, унутрашње решетке су уведене у не-критичним зонама, а укупна геометрија је побољшана ради могућности штампања.
Резултати за прву производну{0}} групу са намером:
Тежина смањена за приближно 32 % у поређењу са оригиналним челичним склопом
Број одвојених делова сечених од пет до један
Време монтаже смањено за више од пола
Механичке перформансе (статичка чврстоћа и вибрације) задовољавају спецификације купца након термичке обраде и машинске обраде критичних интерфејса
Време испоруке од одобреног дизајна до првих функционалних узорака било је мање од три недеље. Исти процес је скалиран на мало{1}}серијску производњу без нових алата.
Када 3Д штампање има смисла (а када нема)
3Д штампање од алуминијумске легуреје јак избор када:
Обим је мали до средњи (десетине до неколико хиљада делова годишње)
Геометрија је сложена или се често редизајнира
Консолидација делова или оптимизација топологије могу донети јасне предности у тежини или монтажи
Трошкови алата за традиционалне методе су високи у односу на количину делова
Обично није најјефтинији пут када:
Запремине су веома велике, а геометрија је једноставна
Постојећи алати за штанцање или ливење су већ амортизовани
Део нема користи од сложених унутрашњих структура
ИскусанПроизвођач металне 3Д штампеће вам искрено рећи у којој сте ситуацији.
Како одабрати произвођача алуминијумске 3Д штампе
Потражите ове могућности:
Доказано искуство са АлСи10Мг и прахом за аутомобиле{1}}
Ин-унутарња контрола густине, затезања и (пожељно) ЦТ
Термичка обрада, ослобађање од напрезања и могућност секундарне обраде
Могућност пружања повратне информације-за-адитивну-производњу (ДФМ) и подршку за оптимизацију топологије{3}}
Очистите пут од прототипа до{0}}производње мале количине
Добављач који већ производи држаче за лагане ЕВ батерије и друге структурне алуминијумске компоненте ће скратити ваш развојни циклус и смањити технички ризик.
ФАК
Колико тежине 3Д штампање може да уштеди на носачу батерије?
Типичне уштеде се крећу од 20% до 40% у поређењу са дизајном од штанцаног или завареног челика када се примењује оптимизација топологије и консолидација делова. Екстремни случајеви достигли су скоро 50%.
Да ли је 3Д штампан алуминијум јак као и машински обрађен алуминијум?
Као-изграђен и термички{1}}обрађен, АлСи10Мг достиже нивое чврстоће упоредиве са многим конвенционалним легурама алуминијума. Кључ је правилна контрола процеса, термичка обрада и валидација за специфичне случајеве оптерећења.
Колико времена је потребно да се добије одштампани узорак носача?
Из одобрених ЦАД података, функционални узорци су често доступни за 1–3 недеље, у зависности од величине, количине и захтева за накнадном{2}}обрадом.
Можете ли направити мале серије за тестирање?
Да. Ниске{1}}производне серије од десетина или стотина делова су стандардни случај употребе за производњу металних адитива.
Које датотеке треба да цитирате?
3Д ЦАД модел (пожељно СТЕП) плус сви случајеви оптерећења, критичне димензије, захтеви за{1}}завршну обраду и информације о количини обично су довољни за прву понуду и ДФМ преглед.
Спремни да олакшате батерију?
Пошаљите нам ваш тренутни дизајн носача или 3Д модел. Проценићемо потенцијал-уштеде тежине, предложити топологију или могућности за консолидацију и обезбедити јасну понуду заједно са реалистичним планом производње. 3Д штампање од алуминијумске легуре је један од најпрактичнијих путева који су данас доступни за смањење масе у структурама батерија-електронских батерија без жртвовања перформанси.