Этот проект основан на трубчатой раме, используемой в электросамокате.
Поначалу требование не выглядело сложным: деталь должна была быть легкой, но достаточно прочной, чтобы выдерживать вибрацию и длительные нагрузки от езды.
В начале,литье под давлениембыл первым вариантом, представленным на столе, главным образом потому, что это распространенный и экономичный способ создания геометрии такого типа.
Но как только мы глубже изучили приложение и начали рассматривать ранние образцы, некоторые структурные проблемы стали яснее.
С обычнымлитье под давлениемВнешний вид был в порядке, но внутри ситуация была менее стабильной, чем ожидалось.
В некоторых более толстых областях мы заметили небольшую пористость, а плотность не была полностью одинаковой по всей детали. Эти проблемы не являются чем-то необычным при литье, но для несущей конструкции трубы они со временем становятся более критичными в условиях вибрации.
С другой стороны, полная ковка улучшит прочность, но также уменьшит свободу проектирования и значительно увеличит стоимость и трудоемкость обработки.
Таким образом, реальный вопрос заключался не в том, «какой процесс лучше», а скорее в следующем:
как нам сбалансировать прочность, стоимость и технологичность в одном решении?
Вместо того, чтобы выбирать между литьем и ковкой, мы использовали комплексный подход к литью и ковке.
Ключевое отличие – время.
На этом этапе материал еще не полностью затвердел, когда внутри формы оказывается давление. Оно все еще находится где-то между жидкостью и твердым телом, поэтому ведет себя скорее как текучая структура, а не как фиксированная.
Из-за этого внутренняя структура все еще может двигаться и корректироваться во время затвердевания, вместо того, чтобы «фиксироваться» и корректироваться позже, после полного затвердевания.
С практической точки зрения речь не идет о применении большей силы.
Речь идет больше о контроле условий формования в нужный момент.
Если давление применяется слишком рано или слишком поздно, эффект будет ограничен. Но если правильно контролировать процесс затвердевания, внутренняя структура становится гораздо более стабильной.
Это помогает уменьшить типичные проблемы литья, такие как пористость и слабые внутренние зоны, особенно в более толстых участках детали.
После того, как мы изменили процесс, первое, что мы заметили, это то, что внутреннее качество становилось более стабильным от партии к партии.
Проблема пористости, которая нас беспокоила, все еще присутствовала в некоторых областях, но она была гораздо менее случайной по сравнению с первоначальными образцами отливки.
Во время вибрационных испытаний поведение также было более стабильным. Это не было похоже на большой скачок производительности, но больше похоже на то, что слабые места были уменьшены.
В большинстве случаев мы начинаем рассматривать этот вид процесса только тогда, когда само по себе литье недостаточно стабильно, а переходить к полной ковке все еще нецелесообразно.
Обычно это проявляется в тех частях, где конструкция уже достаточно оптимизирована, поэтому нет возможности перейти к более тяжелому или более дорогому процессу.
Мы видели подобные ситуации в компонентах электрических скутеров, конструкциях электронных велосипедов и других легких алюминиевых деталях, где необходимо сбалансировать прочность и эффективность производства.
При изготовлении многих конструкционных алюминиевых деталей настоящая проблема заключается не в выборе между литьем или ковкой.
Он контролирует поведение материала во время формирования.
Как только это будет понято, процесс станет не столько «методами», сколько «контролем».
Если вы в настоящее время разрабатываете конструкционные алюминиевые детали и сталкиваетесь с аналогичными проблемами, связанными с прочностью, стоимостью и технологичностью, возможно, стоит пересмотреть подход к формованию на ранней стадии проектирования.
Если у вас уже есть рисунки или концепция, поделитесь ими. Мы можем дать вам практическое предложение, основанное на аналогичных проектах, которые мы реализовали.
