汽车行业一体化压铸专题铝压铸迈向规模化一体化发展。

 admin   2024-04-17 18:07   15 人阅读  0 条评论

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1整车降本增效,特斯拉在车身压铸一体化方面处于领先地位。


白车身特斯拉处于领先地位,制造工艺向集成压铸方向发展。


汽车车身是指将车身覆盖件焊接或铆接到车身框架上形成的完整壳体,由车身焊接总成及其附件组成。底部组件、顶盖组件、后面板组件以及四个门和两个盖。


传统的汽车制造工艺分为冲压、焊装、涂装、总装四个环节。冲压冲压车间利用各种压力机完成车门、左右侧板、机舱盖、前后地板板、顶盖、尾门及各种小型冲压件的制造。焊接焊接车间负责将冲压车身部件焊接在一起,完成白车身的制造。涂装涂装也叫喷漆车间,是将各种防腐技术应用到白色的车身上,喷涂漂亮的色油漆和清漆,以达到着色和表面保护的工艺过程。总装将各种部件和系统安装到车身上,组装成整车,然后进行一系列测试,包括现场检查和道路测试,最后下线,成为合格的商用车。


一体化压铸通过冲压和焊接相结合,简化了车身制造工艺。特斯拉彻底改变了ModelY的制造方式,将汽车的整个后底部压铸成一体,大大减少了所需的焊接过程。这些一体式压铸件包括后驾驶室内板、后纵梁、地板连接板、横梁内加强板以及车辆左右两侧的其他部件。轮廓、横截面和材料厚度的变化包括这是一个比较大胆的方法。汽车企业批量生产整体压铸结构件的难度比以前要大得多。ModelY白车身后部几乎看不到明显的焊接痕迹,大大提高了车身结构的稳定性。


集成压铸技术显着降低了生产线成本和基础设施成本。Model3的后地板上有70多个零件,特斯拉在ModelY中采用整体压铸技术将它们组合成两个大零件,将焊点数量从约700个、800个减少到50个。零件生产需要多种模具、机臂、夹具,零件装配则需要多种生产线,因此大幅减少零件必然大幅降低模具成本和装配成本。同时,压铸机占地仅100平方米。据埃隆马斯克介绍,使用大型压铸机后,特斯拉工厂的占地面积减少了30%,基础设施成本也大幅降低。根据特斯拉数据,采用集成压铸技术,ModelY的制造成本预计将降低20%左右。


集成压铸技术显着减少生产时间和劳动力成本。一体式压铸机的加工时间仅需80至90秒,每小时可完成40至45个铸件,每天可生产1000个铸件。相比之下,冲压和焊接零件的传统工艺至少需要两个小时。整体压铸生产效率更高。同时,由于新型合金材料的应用,压铸件表面粗糙度可以达到Ra08-32m,足够柔软,基本不需要额外加工。整体压铸显着降低了生产时间成本。我国平均每个焊接车间拥有200-300名生产线工人,采用一体化压铸技术后,在生产工艺简化的基础上,所需熟练工人数量可减少至少1/10。原来的号码。生产人工成本显着降低。


集成压铸技术将汽车制造的精度水平提高到微米级。在自动驾驶领域,车辆必须通过激光雷达、毫米波雷达、高清摄像头等高精度测量设备来检测和识别路况,而这些设备对偏航角安装精度有着非常严格的要求。俯仰角、横滚角。传统车身制造工艺的“2毫米工程”无法满足自动驾驶设备的安装需求。一体化压铸用一体化零件替代了多个冲压焊接的车身零件,可以有效防止焊接大量零件时的误差累积。压铸件将车身匹配的尺寸链缩短为2~3个环节,尺寸环节越少,影响车身精度的因素就越少,车身精度的实现性和稳定性也得到提高。结合数控加工技术,特斯拉将整车的精度提升到了微米级。2021年5月18日,马斯克发推文称,“下一代ModelY的精度将以微米为单位,而不是毫米。”


集成压铸技术显着提高了原材料的回收率。在传统制造工艺中,白车身所用材料复杂,原材料回收率低。以宝马7系为例,材质包括传统的钢材,增加了铝合金,以及性能闪闪发光的碳纤维。由于制造白车身时混合了多种材料,各部分金属元素的种类、牌号、含量都不同,报废的白车身只能作为钢材的原料。制造和铝制造不能直接集成;重新加热后,就会产生新产品。整体压铸仅使用一种材料,整个铝车身的材料回收率可达95%以上。一体式压铸件是由单一材料通过一次注入熔融金属制成的,回收时可以将废料直接熔化制成其他产品,保证了非常高的原材料回收率。白车身制造工艺。


集成压铸技术使模型开发周期缩短1/3。传统汽车制造零部件数量多,匹配和控制耗时,开发周期长达六个月。在传统汽车制造中,车身、内外装饰、电器等专业外饰件必须经过MB1、MB2、MB3三个阶段的综合匹配,使零件硬化并稳定在公差要求内。这项工作在整车开发过程中耗时近六个月,是一个周期长、工作量大、重复性强的任务。


一体化压铸通过减少零件简化物流,降低匹配难度,将开发周期缩短至1至2个月。一体化压铸取代了主机车间内的所有冲压、焊接车间和主机车间外的供应商零部件生产场所,并用单件压铸控制取代了所有上、中、下游作业。白车身大幅降低成本、匹配难度。MB匹配主体所需周期缩短至1~2轮,节省开发周期3~4个月。如果能够提前固化内外装饰、家电等部件的匹配,模型重复的速度有望进一步提升。


特斯拉将继续引领车身压铸一体化,随着一体化压铸技术的进一步完善和成熟,特斯拉的生产效率将不断提高。根据特斯拉此前申请的压铸机专利,未来特斯拉的车身将由五个大型压铸件组成,底盘将由三个压铸件组成。生产成本预计降低40%,生产效率不断提高。


一体化压铸应用范围有望扩大,新能源应用趋势强劲。


按3000辆白车身焊接当量计算,与钢制车身相比,白车身连接装配工艺的增量成本为1200-1800元/辆,而常规钢制车身的焊接成本则不高。超过1000元/个,铝制白车身价格不到1000元/个,车身焊接成本是钢白车身的3倍,原材料成本是钢白车身的3倍。价格是钢体的45倍,成本是铝合金应用的重要原因。一体化压铸不仅减少了原材料的使用,还降低了焊接成本。


前、中、后地板面板预计将在三到五年内作为一件式压铸件完成。目前市场上集成压铸技术的主要应用是后地板面板,特斯拉已经生产了集成压铸前地板面板。业内专家估计,未来中底可能会集成为一体式压铸,预计需要大约2至3年的时间,很大程度上取决于CTC技术的实施。中底需要比前后底板更大的压铸吨位,在前后底板量产后才会考虑中底。未来3-5年。前、中、后地板板是整个白车身的关键部件,A柱和B柱一体化压铸工艺预计需要更长的时间。整个白车身一体压铸的关键是前、中、后底板能否连接。


一体化压铸扩展到白车身、四门、后盖等。目前汽车上使用的铝材主要集中在驱动系统、变速箱、传动系统、制动系统等。随着技术的进一步发展,应用范围将逐渐扩大到引擎盖、挡泥板、车门、行李箱、车顶等。目前,以铸钢为主的整车车身等大型零部件的渗透率进一步提高。汽车铝材在汽车工业中的应用主要有压铸、挤压、轧制三种形式,其中压铸件约占80%。未来,一体化压铸工艺将主要取代白车身、四门、后盖结构件的冲压和焊接环节,应用范围和比例有望进一步扩大。


新能源领域集成压铸有望拓展至车身结构件、新能源电池包、副车架等。1)由于一般压铸件的缺陷难以控制,最初主要用于车身减震塔、ABC柱接头、纵梁接头等接头。随着材料升级、工艺优化、装备智能化、大型化发展以及大型压铸模具技术成熟,以特斯拉为代表的先进企业越来越多地尝试将车身零部件融合到冲压+焊接工艺中。改为一体压铸工艺。2)车身结构件整体压铸不是整体压铸的主要方向,这种工艺现在更多用于底盘、电池组等小型结构或零件。件压铸可以提高强度、提高效率、降低成本。3)目前新能源汽车最常采用一体化压铸件,一是车身结构,如特斯拉ModelY的一体化压铸后车身,二是电池组。新能源汽车的电池组形状相对规则,采用一体压铸比常规压铸更有效、成本更低。第三个是副车架。北美汽车工业协会2015年的一份报告指出,未来几年铝合金在副车架中的应用将大幅增加,同时也有可能采用整体压铸。


电动智能时代,车型重复加速,车身一体化压铸已成趋势。


现有汽车的车型迭代主要基于硬件迭代,生命周期一般为五年。传统燃油汽车属于机械装配类别,大多数汽车产品都是“在生产线末端发货”,汽车制造商通常不会对交付的产品进行升级。现有汽车的升级和迭代大多只针对新制造的产品,通常必须等到改款或换代。迭代中的关键考虑因素是动力总成、造型设计和底盘系统。


电动智能时代,汽车成为可反复升级的新型智能终端,重复周期缩短至一年一次。智能时代,与家电相关的芯片、传感器、零部件越来越多,汽车也不再只是“运送到最终目的地”的产品,而是越来越智能化、可升级。可持续可重复升级的新型智能终端。智能电动汽车主要围绕电动动力总成、智能座舱、自动驾驶等迭代更新。


电动智能化时代,品牌产品的差异化很重要,产品必须具备不断进化的能力。智能时代,产品差异化决定品牌竞争力,因此各品牌注重数据积累和功能重复。未来的汽车产品将从静态走向动态,在整个生命周期中不断进化,形成动态的学习过程,品牌也将在此基础上构筑新的技术壁垒。


软件方面特斯拉已经具备车辆OTA能力。OTA具有三个主要功能改善潜在题、引入新功能以及优化对话界面逻辑。OTA功能允许您升级车内系统和应用程序,以及对ECU进行软件更新,包括电池管理系统、电驱动控制单元和车辆控制单元。OTA能力的成熟将提高软件端的迭代速度。


硬件方面集成压铸硬件标准化程度高,开发周期短,适应电动化、智能化时代的特点。集成压铸技术可以通过精确控制提高硬件标准化,同时集成压铸技术可以缩短模型开发周期,将开发过程从6个月缩短到2-3个月。月。因此,集成压铸可以加快硬件端的迭代,并配合软件端的更新,以适应电动智能时代的趋势。


2零部件铝压铸件正迈向规模化集成化发展。


汽车核心零部件为了满足轻量化的需求,正向薄型化、高性能化、大型化方向发展,汽车压铸技术的应用也逐渐从小型零件向高压零件拓展。随附的。


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