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新能源汽车压铸件对压铸设备的要求

作者:admin 来源:原创 发表时间:2019-05-30

 
文:重庆力劲机械有限公司 杨锐、冯维彦
   摘   要:2018 年乘用车累计销量2808.1 万辆,同比增长负2.8%,新能源乘用车(纯电动和插电式混合动力)销量同比增长82%,达到105.3 万辆。增速迅猛,按照工信部《汽车行业中长期发展规划》到2025 年新能源车生产达700 万辆,受此影响,新能源车用压铸件需求量大增,同时 2018 年开始用于压铸件生产的3000T 以上大型压铸机需求旺盛,设备单价较高,对设备的功能选择和周边配置提出了更严谨更全面的要求,为了工艺适应性和响应中国制造 2025 的发展要求,需要对压铸机功能和性能做好可拓展性的规划。为此,笔者针对新能源汽车上压铸件要求分析入手,说明对压铸设备的要求。 
    关键词:新能源车;压铸件;压铸设备选型;压铸自动化
 
1、 压铸的特征
    压力铸造(压铸)是近代金属加工工艺中发展较快的一种少无切削的特种铸造方法。它是将熔融金属在高压高速下充填铸型(形状复杂的金属型),并在高压下结晶凝固形成铸件的过程。高压高速是压力铸造的主要特征。常用的压力为数十兆帕,填充速度(内浇口速度)约为 16~80 米/秒,金属液填充模具型腔的时间极短,约为 0.01~0.2 秒。在1964 年,日本压铸协会对于压铸定义为“在高温将熔化合金压入精密铸模,在短时间内大量生产高精度而铸面优良的铸造方式”。美国称压铸为 Die Casting,英国则称压铸为 Pressure Die Casting,而最为国内一般业者所熟悉的是日本的说法,称为压铸。经由压铸法所制造出来的铸件,则称为压铸件(Die castings)。 
 
2 、新能源汽车的发展趋势分析
    2018 年乘用车累计销量 2808.1 万辆,同比增长负2.8%,但是在双积分等政策的推动下,新能源乘用车(纯电动和插电式混合动力)销量同比增长 82%,达到 105.3 万辆。从 2013 的 1.2 万辆开始,5 年时间销量增加了100 倍,增速迅猛,而且,新能源汽车主要受“政策、产品技术成熟度、市场供给情况、消费者意愿”等因素影响,预计2019 年新能源乘用车市场规模增长 40%,达到 147 万-150 万辆,按照工信部《汽车行业中长期发展规划》到 2025年新能源车生产达 700 万辆,到 2025 年新车平均燃料消耗量降到 4.0 升/百公里。
 
3 、新能源汽车上压铸件的应用
    受此新能源汽车迅速发展以及传统燃油汽车的逐渐萎缩的影响,发展新能源汽车用铸件必定是大势所趋。数据表明,国外平均单车用铝量达 160-180 千克,国内自主品牌平均为 80-90 千克;预计到 2020 年,我国单车平均用铝量达到190 千克,2025 年超过 250 千克。
 
    近年来,汽车用铝主要集中在驱动系统、变速箱、传动系统、制动系统等零部件位置,未来,随着铝合金材料应用技术的进一步提升,其在汽车领域的应用范围将逐渐延伸至引擎盖、挡泥板、车门、后车厢、车顶、整车身等现以钢铸件为主的大型部位,汽车用铝有望在未来继续保持增长态势,汽车用铝在汽车行业主要以压铸、挤压和压延三种形态投入使用,其中压铸件用量占比约 80%。
 

 
   目前已知已经在开发或已经在应用的有电池托架、减震塔、后A 柱、D 柱、门框、座椅、后桥、后纵梁等。
 
4、 满足新能源汽车压铸件的设备要求
     由上可知,新能源汽车新增的铸件基本都是车身结构件,尺寸大,技术要求高。设备基本都是 4000T 以上大型压铸机,目前这些大机型客户需求旺盛,大型压铸机设备单价较高,对设备的功能选择和周边配置提出了更严谨更全面的要求,为了工艺适应性和响应中国制造 2025 的发展要求,需要对压铸机功能和性能做好拓展性的规划。
 

 
   1)以新能源汽车电池壳体压铸用 DCC5000压铸单元为例分析配置需求某客户新能源电池壳产品选择 IMPRESS-PLUS 系列
 

 
4.1  智能实时压射系统
 1)压射过程实时控制;
 2)采用出口入口双节流控制,可进行自由设定选择;
 3)10 段位置及速度设定;
 4)具备匀加速,压射末端刹车功能;
 5)曲线显示,可存储 8000 条曲线;
 
4.2  智能品质监控系统
1)实现低速、高速、料饼厚度、高速切换点、铸造压力、建压时间、循环周期等多个关键产品品质参数的在线监控;
2)强大的参数存储能力,关键参数可存储万余条;
3)机器人可通过检测数据实现对不良品的分检功能;
4)系统自动对生产关键参数进行变更记录,实现GMP 优良生产规范。
 
4.3  智能工艺辅助系统
1)  可实现输入相关压铸件特征参数,自动生成压铸工艺参数方案;
2)  辅助工艺人员快速完成工艺调试,操作简单,效率高。
 
4.4  智能调模系统
1)  可显示锁模力大小,只需设定目标锁模力启动智能调模,机器便能自动调整至设定值,缩短换模时间;
2)  对模板、大杠等核心零件的受力情况及时撑控,可发现和判断是否存在超载超负使用,有效避免设备发生重大机械故障。
   上述配置工艺上考虑了实时控制系统,真空压铸、挤压功能,为了拓展考虑抽芯油阀的数量、MES 接口的配置,具备参考意义,供压铸行业客户类似此项目参考。
 
 5 、 结论
    新能源汽车规模和数量增长势在必行,目前情况上,设备厂家已经做好了准备,有能力应对新能源汽车的爆发式增长,那么有市场能力和技术实力做大型压铸单元的企业家可以行动了。
 
 
 
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