Алуминиум зајакнат со дисперзија, челици со топла лента со висока цврстина, пластика со високи перформанси,
Повеќе кориснички придобивки и пониски трошоци - ова се целите на секој развој на производот. Еден од начините да се постигне ова е да се намалат тежините на компонентите. Најлесен начин, со намалување на количината на користени примарни материјали, главната предност е очигледна: трошоците за материјалот се намалуваат линеарно со намалувањето на тежината. Покрај тоа, постојат ефекти како што се пониски трошоци за транспорт, полесно ракување или зголемено прифаќање на клиентите. За возврат, може да се очекуваат зголемени трошоци во градежништвото, производството и евентуално обезбедување квалитет.
Ако постоечката конструкција не може едноставно да се „разреши“ со промена на геометријата, специјалисти за материјал се повикуваат. На крајот на краиштата, во многу апликации во голема мерка е ирелевантно кој материјал се користи - одлучувачки е резултатот во форма на исполнување на барањата и трошоците. Различните фракции од Алуминиумски преработувачи, претставници на пластична индустрија и преработувачи на класичен челик не се натпреваруваат за подобро решение.Конечно, тука се вклучени и групите материјали магнезиум, керамика и специјални инженерски материјали, што може да се види особено јасно во областа на подизведувачи на Хановер Мес. (7-12 април 2003 година) покажува.
Алуминиум уште полесен
Обично, техничарите и корисниците сосема природно ги комбинираат термините леснотија и алуминиум. Конвенционалните алуминиумски материјали може да се користат за замена на челик или други "тешки" материјали за многу компоненти, на пример куќишта и елементи за поврзување, со релативно малку напор во однос на конструкцијата и производството. Обично се користат процеси на притискање и кастинг.
Компаниите на статијата
Но, тоа е уште полесно без промена на материјалната група: порозноста е многу непожелна карактеристика на компонентите при фрлање. Сепак, тие исто така можат да се користат специјално. По првите апликации на претежно затворени пор алуминиумски пени во автомобилската индустрија, металните пени со отворени пори сега се повеќе се користат и во други индустрии.
Во однос на изборот на легури, геометриите, густината и структурата на клетките, овие материјали, обработени во модифициран процес на фрлање инвестиции, можат да се разликуваат во широки граници. Покрај тоа, масивните компоненти можат да се поврзат во една екипа. Ова значи дека се достапни неколку "завртки за прилагодување" со цел да се постигнат оптимално прилагодени параметри за компонентите. Густината е намалена на десет проценти од почетниот материјал. Сепак, тродимензионално вмрежените структури постигнуваат големи јаки.
Прашаа надлежните добавувачи
Бидејќи во оваа област тешко постојат стандарди за застапеност на материјалните параметри како што се јачина и издолжување, потенцијалните корисници треба да се вратат на стручноста на соодветните добавувачи. Ова не се однесува само на дизајнот, туку и на зачнувањето на компонентите. Поради новитетот на процесот, дизајнот и понатамошната обработка во најголем дел ќе ги сноси производителот.
Но, резервите може да се извлечат и од алуминиумскиот материјал на „традиционален“ начин. Со комбинирање на разни металуршки процеси на производство на прав и насочена контрола на легурите, на полупроизводите може да им се дадат посебни својства што им даваат на компонентите инаку необични комбинации на технички податоци.
Кога станува збор за подвижни компоненти и склопови, честопати станува збор за намалување на масите - посакувана е зголемена динамика на системот. Одвојувањето на компонентите кои претходно беа изработени од челик, има свои стапици: Во зависност од примената, потребни се посебни параметри на материјалот за кои обично не се очекува легури на алуминиум, но се неопходни за функционалноста на целокупниот систем. На пример, контролните клипови за хидраулични системи се произведуваат како свртени делови, кои се карактеризираат со голема цврстина и отпорност на абење. Дури и во постојана употреба, тие можат да сторат без премаз за заштита од абење. Исто така, нема процеси на мелење или одметнување во производството. И, се разбира, овие клипови се значително полесни од нивните „конкуренти“ изработени од челик. Истото важи и за слајд за позиционирање: Драстичното намалување на тежината обезбедува значително поголема динамика и помал стрес врз целокупниот систем. Механичарите се однесуваат врз основа на соодветниот избор на производниот процес на основниот материјал и легура за термичко однесување слично на варијантата на челик.
Алуминиумот зајакнат со дисперзија нуди мноштво опции за постигнување на одредени комбинации на својства. Цврстина, отпорност на абење, мала термичка експанзија и исклучителна цврстина се само некои од параметрите на кои може да се влијае. Во вистинска комбинација, можни се дури и поголеми излези отколку што е можно со челични компоненти - со разумен напор: Ако осигурите дека запчаниците и куќиштето имаат голема отпорност на топлина и абење, пумпите за масло може да се спроведат со многу мали празнини. Ова овозможува поголеми притисоци и, како резултат, помал волумен на пумпата. За да се постигне таков успех, потребно е одредено знаење како во избор и обработка на материјали, за да може правилно да се вметне во дизајнот.
Различен вид лесен метал
Легурите на магнезиум се дури и полесни од алуминиумот, барем како цврсти алуминиумски материјали. Сериските делови направени од леано магнезиум веќе се во сериска употреба. Досега тешко се користеле полупроизводи од магнезиум. Како резултат на неговиот интересен технолошки профил на својства, магнезиумскиот лим е нов градежен материјал со голем потенцијал за лесна конструкција. Претходно ограничената употреба на магнезиумски лист има различни причини, вклучувајќи проблеми со квалитетот и достапноста кај полупроизводите. Од минатото, сепак, се знае голем број на барани структурни апликации за магнезиумски лимови од конструкцијата на возила и авиони.
Дури и денес, листот со магнезиум ги нуди најдобрите предуслови за ултра-лесни компоненти подложени на комплексни оптоварувања со високи механички и површински барања за технологија. Ова отвора нови области на примена за оваа група на материјали кои се тешко или невозможно да се постигнат со конкурентни производи направени од фрлен магнезиум. Точките од профилот на изведба на листот од магнезиум што се од интерес на корисникот се однесуваат главно на карактеристиките на цврстината и цврстината специфична за тежината, особено под оптоварувањата на свиткување и свиткување. Ова резултира со предности во однос на тежината на компонентата до 60 и 25 проценти, соодветно, во споредба со челикот и алуминиумот.
И во оваа област на лесна конструкција, автомобилската индустрија е најсилниот „двигател“ и корисник на иновации. Затоа, полињата на примена се појавуваат првично во внатрешноста на патничките автомобили, со дополнителни делови од големи размери, но и структурни компоненти на боди, во погонскиот воз (капакот на главата на цилиндерот, маслото за масло) и исто така во Искуството од големото производство на магнезиумски лимови сè уште не е доволно обемно. Во тесна соработка со производителот Salzgitter Magnesium Technologie, потенцијалните корисници како Фолксваген АГ и универзитетите, процесите во моментов се тестираат и подобруваат во пилот-проекти.
Во областа на телото во бело и другите компоненти на ударот, оптимизираните функции и тежина опремени со магнезиум конструкции направени од метални делови, исто така, ќе се користат во врска со екструдирани профили или кастинг. Истото важи и за тенки ledидови, на пример, заварливи со ласер, профили од лим-метал цевки кои се формираат од внатрешни операции на формирање и свиткување под висок притисок.
Тешките магнезиумски плочи исто така можат да претставуваат интересна основа за ултра лесни структурни апликации за не-автомобилски апликации. Прототипот на панелот за радио телескоп е веќе изработен од тешка магнезиумска плоча. Лесна конструкција, цврстина и толеранција на мала форма се оптимално комбинирани тука.
Класичен во лесна верзија
Додека алуминиумот и, сè повеќе, магнезиумот, природно ја намалуваат тежината на компонентите и склоповите, така да се каже, челичните процесори имаат две опции кога станува збор за конкуренција за полесни конструкции. Употребата на степени на челик со поголема цврстина и оптимизацијата на геометријата со цел да се користи помалку материјал за да се исполнат барањата за јачина мора да.
Со искуство, но пред сè концентрирана употреба на технологија, производителите и преработувачите на полу-готови производи ставаат нови дизајни на диета. И овде, еден од најголемите потрошувачи на челик, автомобилската индустрија, е движечка сила. Во моментов се прават обиди да се направат поголеми чекори кон лесна конструкција со нови процеси на производство, пресметка и симулација. Проектот Атлас (Напредни технологии за лесни авто-тела во челик), соработка помеѓу Салцгитер АГ и Вилхелм Карман ГмбХ, помина далеку. Идејата за овој проект беше развој на структура на вселенски рамки со иновативни типови на челик и нови процеси на производство и спојување.
Конструиран е виртуелен прототип заснован врз потенцијална анализа на структурите на вселенската рамка. Покрај тоа, прототипите беа интегрирани во сериските возила и беа тестирани. Употребата на процеси на производство во серија за прототипирање, интензивни истражувања за приклучување на технологијата преку потврдување на својствата на силата на заморот и однесувањето на несреќата преку тестови го прават проектот повеќе од само друга студија за лесна конструкција.
Изборот на материјали беше тесно координиран со производствениот процес. Профилирањето на ролна се покажа како особено корисно за употреба на структурни материјали со висока цврстина. Тука беа користени материјали со јачина на принос од над 700 MPa. Од друга страна, зголемувањето на јачината на принос како резултат на ефектот на стврднување на работата во процесот на формирање беше искористен на насочен начин и веќе земен предвид при симулацијата. На овој начин, повисоки ефективни јачини на компонентите, исто така, можат да се постават со одлично формирани челични типови.
Како што покажуваат резултатите од проектот, крутоста на телото се зголеми. Тежината на структурата што се разгледува се намали до 40 проценти. Во однос на целокупното тело, ова значи намалување на телесната тежина од скоро 20 проценти. Анализата на трошоците за употреба на новите технологии во сериското производство покажува јасни предности на трошоците како резултат на значително намалување на трошоците за делови. Во комбинација со можно намалување на монтажните станици, посложените технологии за производство и спојување можат да бидат повеќе од прекомпензирани.
Овој пример исто така покажува дека во соработка на корисниците, добавувачите на материјали, специјалистите за производство, дизајнерите и со употреба на современи методи на симулација, огромен потенцијал може да се извлече дури и од „класичниот“ челик за релативно кратко време.
Пластиката работи добро
Техничарите за пластика не мора да се кријат зад металната обработка на сите ленти. Зголемената употреба на пластика со високи перформанси отвора понатамошни можности за намалување на тежината на компонентите. Ова ги става во конкуренција на челик, алуминиум, а понекогаш дури и на стакло. Употребата на полиариламидни соединенија од Solvey Advanced Polymers, Дизелдорф, овозможува апликации со големи побарувања за изгледот на површината со истовремено голем механички стрес. Досега ова можеше да се постигне само со користење на различни комбинации на материјали. Веднаш штом полиаријамидот ќе ги достигне своите термички граници, полифталамидот е материјал по избор - ако се потребни високи механички оптоварувања во широк опсег на температура. Неговата отпорност на топлина достигнува до 300 степени Целзиусови. Исто така, може да се постигнат комбинации на карактеристики на компонентите, како што се висока температура, хидролиза и отпорност на стерилизација, кои претходно не беа можни.
Лесно неразбран
Ако телефонот се лизне од работната маса затоа што само лесно го повлекувате кабелот за слушалката, предметот на лесна конструкција очигледно е погрешно разбран. Како по правило, станува збор за намалување на тежините од технички или економски причини. Производителите на возила се фокусираат на намалување на потрошувачката на гориво и зголемување на перформансите на возењето. Кога станува збор за подвижните делови, машинските инженери се стремат кон подобрена динамика, непречено однесување и други цели.
Како и другите долгорочни случувања во најголемите сектори на клиенти во индустријата на добавувачи, овој тренд не е нов, но секогаш носи изненадувачки решенија. Тоа концизно покажува дека оптимални решенија ретко можат да се најдат на ад-хок основа, но дека постојано се развиваат нови можности во долгите процеси. Во интеракцијата на основните истражувачи, специјалисти за материјали, дизајнери, процесори, специјалисти за површински третмани од сите видови, многу други специјалисти - и секако корисниците - желбите и визиите стануваат продажни производи.
Оние што ги прифаќаат ваквите трендови лесно, тешко ќе ги поднесат во иднина. Меинолф Дроеж