CIC marGUNE, Кооперативен изследователски център за високоефективно производство, работи върху разработването на алуминиево-стоманени и композитно-метални хибридни съединения, използвайки различни технологии като съвместно формоване, лазерно заваряване и заваряване чрез триене, които позволяват производството на по-големи компоненти. спомага за подобряване на конкурентната позиция на баските компании. Висшата политехническа школа на Университета в Мондрагун, IK4-Lortek, IK4-Azterlan, IK4-Tekniker и Tecnalia си сътрудничат в рамките на стратегическия изследователски проект „InProRet“ (Etortek) на CIC marGUNE в тази линия на изследване.

Проблемите с околната среда предизвикват все по-строги разпоредби, намаляването на теглото на превозното средство е най-изгодното средство за намаляване на парниковите газове и разхода на гориво. Тялото на автомобила представлява почти 40% от общото тегло на автомобила и следователно предлага голям потенциал за лека конструкция. В този смисъл целта на производителите се фокусира върху намаляването на теглото на каросерията на превозното средство, без да се пренебрегват предимствата, които имаме в момента като безопасност, производителност и цена.

Поради тези причини европейската автомобилна индустрия засилва използването на алуминий и други леки материали (композити, Mg) в структурата и шасито на превозните средства, като процентът му се е удвоил почти двойно между 2000 и 2010 г. и се очаква през 2020 г. да представлява 70% от тях.

материали

Разработването и утвърждаването на съвременни материали и производствени технологии за намаляване на теглото на превозните средства представляват глобално предизвикателство за транспортната техника. Изчислено е, че на всеки 10% от намаленото тегло, потреблението на гориво се подобрява с 6-7%. Освен това, олекотяването на превозното средство има не само положително въздействие върху икономията на гориво, но също така подобрява производителността на продукта, където масата е критична, като маса без пружини. Намаляването на масата извън окачването значително намалява шума, вибрациите и изглажда управлението на автомобила.

Търсенето на хибридни фуги непрекъснато нараства поради факта, че за тези приложения и изпълнения индивидуално съществуващите материали не позволяват да се удовлетворят всички изисквания, като е идеалното съединение от различни материали. Следователно, комбинацията от различни материали може в много случаи да отвори ново поле за възможности, в които да се разработят „специално изработени“ материали за конкретно приложение или компонент.

Традиционно желязото и алуминиевите сплави са едни от най-използваните материали в автомобилната и въздухоплавателната индустрия поради добрите си свойства. Обединението на двата материала позволява създаването на нови хибридни структури, които съчетават твърдостта и устойчивостта на износване на стоманите с ниската плътност на алуминиевите сплави.

Разработването на нови процеси за свързване на алуминиева стомана или чугун, по-ефективни, издръжливи и по-евтини, е от съществено значение за постигането на тази цел - по-широко използване на леки материали във всички видове превозни средства. В тази рамка проектирането и производството на хибридни конструкции има голям потенциал както на техническо, така и на икономическо ниво за компании от сектора.

Поради различните физико-механични свойства на тези метали обаче е трудно да се получат металургични съединения чрез заваряване. Звуковият интерфейс с металургична връзка е определящ за свойствата на разработваните продукти. В конкретния случай на алуминиево-стоманени съединения, чрез използването на традиционни заваръчни технологии, които включват сливане на алуминий, се образуват богати на алуминий интерметални съединения, които поради своята твърда и чуплива природа са вредни за окончателното им приложение. условия на геометрия на съединената част.

Хибриден компонент от стомана и алуминий, произведен чрез тиксоформинг.

В тази област CIC marGUNE и Mondragon Unibertsitatea са се фокусирали върху формирането в полутвърдо или „тиксообразно“ състояние. Формирането в полутвърдо състояние или „thixofformed“ е обещаващ процес за производство на функционални хибридни компоненти с добри механични свойства в една стъпка. Този процес позволява съединяването на разнородни материали в полутвърдо състояние, така че съединението се получава при по-ниски температури, отколкото при традиционните методи на заваряване, което води до намаляване на дебелината на интерметалния слой. От друга страна, пластмасовата деформация в резултат на прилагане на натиск по време на етапа на формоване помага да се счупи повърхностният оксиден слой на алуминия и подобрява контакта между двете страни на съединението. Освен това, поради малката разлика в плътността между твърдото вещество и течността, възможното разделяне на частиците, както и свиването на частите поради втвърдяване намаляват. Следователно е от голям интерес да бъде в състояние да се направи съединението между тези метали чрез процеса на формиране в полутвърдо състояние.

Благодарение на технологията за тиксоформоване е възможно да се получи приемливо обединение на части с определена геометрична сложност и следователно е възможно значително да се намали теглото на реална част от порядъка на 40%, приблизително. Освен това процесът е стабилен и повтарящ се; тъй като няма голяма дисперсия между някои парчета и други.