Cosa rende diversi gli stampi per pressofusione di veicoli a nuova energia e come fanno avanzare la produzione di veicoli elettrici?

La rapida espansione globale dei veicoli a nuova energia ha posto gli stampi per pressofusione al centro di una delle sfide tecnologiche più impegnative del settore manifatturiero. Gli stampi per pressofusione di veicoli della nuova energia sono sistemi di attrezzature appositamente progettati per produrre componenti strutturali in alluminio e magnesio grandi, complessi e leggeri che gli stampi automobilistici convenzionali non sono in grado di fornire in modo affidabile alla scala, alla precisione o alla coerenza del ciclo richieste. Dagli involucri delle batterie e degli alloggiamenti dei motori ai telai strutturali integrati prodotti tramite gigacasting, questi stampi definiscono sia il limite di qualità che l'economia di produzione della moderna produzione di veicoli elettrici.

Questa guida esamina ciò che distingue gli stampi per pressofusione NEV dagli stampi automobilistici convenzionali, i componenti specifici che producono, i materiali e i principi ingegneristici che ne governano la progettazione, le sfide che li rendono tecnicamente impegnativi e le tendenze che modellano la loro evoluzione mentre i volumi di produzione di veicoli elettrici continuano a crescere in tutto il mondo.

Perché i veicoli della nuova energia creano requisiti unici per gli stampi per pressofusione?

I veicoli con motore a combustione interna e i veicoli a nuova energia condividono molti metodi di produzione strutturale, ma le esigenze specifiche dei propulsori elettrici, dei sistemi di batterie e delle architetture di piattaforme leggere spingono gli stampi per pressofusione in un territorio significativamente più impegnativo rispetto ai tradizionali utensili automobilistici.

La differenza fondamentale inizia con la complessità e le dimensioni della parte. I componenti strutturali NEV sono in genere più grandi, con pareti più sottili e geometricamente più complessi rispetto ai componenti ICE equivalenti. Un vano batteria per una berlina elettrica di medie dimensioni può estendersi per oltre un metro di lunghezza con spessori di parete compresi tra 2,5 e 4 millimetri attraverso una geometria interna altamente complessa che incorpora canali di raffreddamento, sporgenze di montaggio e nervature di rinforzo integrate. La produzione coerente di questa parte in uno stampo per pressofusione richiede una precisione ingegneristica che supera la maggior parte delle tradizionali applicazioni di fusione automobilistica.

La riduzione del peso è un altro driver. Poiché la massa della batteria aggiunge già da 300 a 600 chilogrammi a un NEV rispetto a un veicolo ICE equivalente, ogni chilogrammo risparmiato nella struttura del veicolo aumenta direttamente l’autonomia. La pressofusione di alluminio consente ai componenti strutturali di essere dal 30 al 50% più leggeri rispetto agli equivalenti pezzi stampati in acciaio , rendendolo il metodo di produzione dominante per le parti strutturali NEV. Questa pressione del peso spinge i progettisti di stampi verso pareti più sottili e geometrie più complesse che richiedono una progettazione dello stampo estremamente precisa per un riempimento uniforme e senza difetti.

La sfida dell’integrazione della gestione termica

Molti componenti strutturali NEV integrano le funzioni di gestione termica direttamente nella loro struttura fusa. I vassoi delle batterie spesso incorporano canali di raffreddamento incorporati che fanno circolare il liquido per regolare la temperatura della batteria durante la carica e il funzionamento. Gli alloggiamenti del motore integrano camicie di raffreddamento. Queste caratteristiche termiche integrate richiedono stampi con sistemi di nucleo estremamente precisi in grado di mantenere l'accuratezza dimensionale attraverso milioni di cicli di fusione senza che il nucleo si sposti, si deformi o si eroda in modo tale da compromettere l'integrità della tenuta dei passaggi del refrigerante.

La conseguenza di un canale di raffreddamento difettoso nel vano batteria è molto più grave di un difetto estetico di fusione in una parte decorativa automobilistica. La perdita di liquido refrigerante in un pacco batteria crea un rischio catastrofico per la sicurezza, il che significa che i requisiti di tolleranza e gli standard di qualità per questi componenti termici integrati sono significativamente più severi rispetto alla maggior parte dei getti automobilistici convenzionali.

Componentei chiave NEV prodotti da stampi per pressofusione

Stampi per pressofusione di veicoli a nuova energia produrre una vasta gamma di componenti strutturali, di trasmissione e di gestione termica. Comprendere le parti specifiche prodotte e i loro requisiti funzionali fornisce il contesto per comprendere perché le sfide ingegneristiche degli stampi sono così significative.

Alloggiamenti e vassoi per pacchi batteria

L’alloggiamento della batteria è senza dubbio l’applicazione di pressofusione NEV più critica ed impegnativa. Deve fornire rigidità strutturale per proteggere le celle da urti e deformazioni, incorporare una geometria precisa del canale del refrigerante per la gestione termica, mantenere l'accuratezza dimensionale su tutte le superfici di montaggio e sigillatura delle celle e ottenere tutto questo in una parte che può pesare da 15 a 40 chilogrammi e misurare più di un metro nella sua dimensione più lunga.

Gli stampi per vassoi per batterie sono tra gli strumenti di pressofusione più grandi e complessi in produzione. Funzionano su macchine per pressofusione con forze di chiusura comprese tra 3.500 e 6.000 tonnellate e richiedono sistemi di canali e cancelli estremamente sofisticati per garantire un riempimento completo e uniforme di geometrie interne complesse alle elevate velocità di iniezione necessarie per riempire pareti sottili prima che l'alluminio si solidifichi.

Alloggiamenti per motori elettrici

Gli alloggiamenti dei motori elettrici per NEV sono in genere fusioni di alluminio cilindriche o quasi cilindriche che devono fornire una geometria precisa del foro per il montaggio dei cuscinetti, integrare una camicia d'acqua per il raffreddamento del motore e mantenere tolleranze strette su tutte le superfici di accoppiamento in cui il motore si assembla con i componenti del cambio e dell'inverter. Le tolleranze di circolarità e cilindricità sui fori dell'alloggiamento del motore sono fondamentali per la durata dei cuscinetti e le prestazioni del motore, richiedendo progetti di stampi che controllino la distorsione termica durante e dopo la fusione con eccezionale precisione.

Custodie per inverter ed elettronica di potenza

Gli alloggiamenti dell'inverter proteggono e raffreddano i componenti elettronici di potenza che convertono la potenza della batteria CC in corrente del motore CA. Questi componenti richiedono eccellenti proprietà di schermatura elettromagnetica, controllo dimensionale preciso per il montaggio dei componenti elettronici e strutture integrate di dissipatori di calore o passaggi di refrigerante per gestire il notevole calore generato dall'elettronica di potenza a livelli di corrente elevati. Gli stampi di pressofusione per gli alloggiamenti degli inverter devono produrre pareti molto sottili e dimensionalmente stabili con caratteristiche interne complesse e superfici interne lisce che non intrappolano il calore.

Componenti strutturali integrati tramite Gigacasting

Lo sviluppo più trasformativo nella pressofusione NEV è il gigacasting, la produzione di componenti strutturali integrati di grandi dimensioni che sostituiscono gli assemblaggi precedentemente realizzati con dozzine di singoli pezzi stampati e pezzi fusi saldati insieme. Tesla è stata pioniera di questo approccio con la fusione del sottoscocca posteriore e lo ha esteso alle strutture integrate anteriori e posteriori. Questi pezzi fusi in un unico pezzo possono sostituire assemblaggi da 70 a 100 parti singole, riducendo la manodopera di assemblaggio fino al 40% e il peso strutturale dal 10 al 20% rispetto ad assemblaggi saldati equivalenti.

Gli stampi Gigacasting sono i più grandi strumenti di pressofusione mai costruiti per la produzione automobilistica. Operano su macchine con forze di chiusura comprese tra 6.000 e 16.000 tonnellate e devono produrre pezzi con aree previste superiori a 1,5 metri quadrati. La complessità ingegneristica di questi strumenti in termini di accesso, ventilazione, raffreddamento ed espulsione non ha precedenti nella storia degli utensili automobilistici.

Materiali per stampi e loro ruolo nelle prestazioni della pressofusione NEV

La selezione dei materiali dello stampo è una delle decisioni più importanti nella progettazione degli strumenti di pressofusione NEV. I materiali dello stampo devono resistere alle sollecitazioni termiche e meccaniche estreme della pressofusione dell'alluminio ad alta pressione, mantenendo al contempo la stabilità dimensionale e l'integrità della superficie durante i cicli di produzione che possono raggiungere centinaia di migliaia di cicli.

Acciaio per utensili per lavorazioni a caldo: il fondamento della costruzione di stampi NEV

Gli acciai per utensili per lavorazione a caldo sono il materiale standard per le cavità e le anime degli stampi per pressofusione. I gradi più utilizzati nelle applicazioni di pressofusione NEV includono:

• H13 (1.2344): L'acciaio per lavorazioni a caldo di riferimento per la pressofusione dell'alluminio. H13 fornisce un'eccellente combinazione di durezza a caldo, resistenza alla fatica termica e tenacità. Viene utilizzato per inserti, anime e guide per cavità nella maggior parte degli strumenti di pressofusione NEV.
• H11 (1.2343): Tenacità superiore all'H13 con durezza a caldo leggermente inferiore. Preferito per sezioni di stampi più grandi dove la resistenza agli shock termici è prioritaria rispetto alla durezza superficiale.
• Varianti Premium H13 (SKD61, 8407 Supreme, Dievar): Gradi di acciaio proprietari dei principali produttori di acciaio per utensili che offrono isotropia, pulizia e resistenza alla fatica termica migliorate rispetto allo standard H13. Questi sono sempre più specificati per componenti NEV ad alto ciclo in cui la durata estesa dell'utensile è fondamentale per l'economia della produzione.
• Acciai Maraging: Utilizzato per componenti specifici di stampi ad alta sollecitazione, come anime sottili e perni, dove è necessaria la combinazione di resistenza molto elevata e buona tenacità. Più costoso dell'H13 ma garantisce una maggiore durata in luoghi impegnativi.

Trattamenti superficiali che prolungano la durata dello stampo

L'estremo ciclo termico che si verifica durante la pressofusione dell'alluminio provoca un progressivo degrado della superficie attraverso il controllo del calore, l'erosione e la saldatura. I trattamenti superficiali applicati alle cavità dello stampo e alle superfici delle anime prolungano significativamente la durata dell'utensile e mantengono la qualità della superficie:

• Nitrurazione: Diffonde l'azoto nello strato superficiale dell'acciaio, creando una custodia rigida che resiste all'erosione e al controllo del calore. La nitrurazione a gas e la nitrurazione al plasma sono entrambe utilizzate per gli stampi per pressofusione NEV, mentre la nitrurazione al plasma offre un controllo più preciso della profondità della cassa.
• Rivestimenti PVD: I rivestimenti fisici per deposizione di vapore come TiAlN, CrN e AlCrN forniscono strati superficiali duri e a basso attrito che resistono alla saldatura e all'erosione dell'alluminio. I rivestimenti PVD sono particolarmente efficaci nelle aree di accesso e nelle zone di flusso ad alta velocità dove l'erosione è più grave.
• Rivestimenti a spruzzo termico HVOF: I rivestimenti spruzzati con ossigeno ad alta velocità di carburo di tungsteno o materiali duri simili vengono applicati a specifiche zone ad alta usura per fornire un'eccezionale resistenza all'erosione nelle aree in cui i trattamenti superficiali convenzionali sono insufficienti.

Sfide critiche di ingegneria della progettazione negli stampi per pressofusione NEV

La progettazione di stampi per pressofusione di veicoli a nuova energia implica la risoluzione di una serie di sfide interconnesse che devono essere affrontate tutte contemporaneamente all'interno della progettazione dello stampo. Il fallimento in una qualsiasi area porta a problemi di qualità, riduzione della durata dell'utensile o inefficienza della produzione.

Gestione termica dello stampo stesso

Uno stampo di pressofusione per un componente strutturale NEV subisce un ciclo termico da circa 200 a 250 gradi Celsius sulla superficie della cavità durante l'iniezione del metallo a 180-200 gradi Celsius durante il raffreddamento, ripetendosi ad ogni ciclo di fusione. Nel corso di centinaia di migliaia di cicli, questa fatica termica è la causa principale del controllo termico e del degrado della superficie della cavità.

I canali di raffreddamento conformati, lavorati a macchina o prodotti additivamente per seguire il contorno della superficie della cavità a una distanza costante, sono ora standard negli stampi per pressofusione NEV ad alte prestazioni. I canali di raffreddamento conformati forniscono un'estrazione del calore significativamente più efficiente e uniforme rispetto ai tradizionali circuiti di raffreddamento a foratura dritta. Gli studi hanno dimostrato che il raffreddamento conformato può ridurre i tempi di ciclo dal 15 al 30% e ridurre la differenza di temperatura sulla superficie della cavità dal 40 al 60% rispetto al raffreddamento convenzionale, che riduce direttamente i danni da fatica termica e prolunga la durata dello stampo.

La produzione additiva, in particolare la fusione laser selettiva della polvere di acciaio per utensili, ha consentito la produzione di complessi inserti di raffreddamento conformati con geometrie di canali interni che non possono essere prodotti mediante la lavorazione convenzionale. Questa tecnologia è diventata un importante fattore abilitante per il raffreddamento ad alte prestazioni negli stampi per pressofusione NEV.

Progettazione di sistemi di porte e canali

Il sistema di iniezione controlla il modo in cui l'alluminio fuso entra nella cavità dello stampo e il suo design ha una profonda influenza sulla qualità delle parti, sui livelli di porosità e sulla capacità di riempire sezioni sottili e complesse senza interruzioni a freddo o errori di funzionamento. I componenti strutturali NEV con spessori di parete compresi tra 2,5 e 3,5 millimetri e ampie aree proiettate presentano sfide estreme nella progettazione delle porte perché l'alluminio deve riempire l'intera cavità prima di iniziare a solidificarsi.

La velocità del cancello, l'area e la posizione del cancello devono essere ottimizzate simultaneamente. Una velocità di gate troppo elevata crea turbolenza che trascina aria e pellicole di ossido, causando porosità. Una velocità troppo bassa porta ad una solidificazione prematura e ad arresti freddi. Le velocità tipiche del punto di iniezione per la pressofusione dell'alluminio sono comprese tra 30 e 50 metri al secondo e per ottenere questo risultato su una geometria di parte grande e complessa è necessaria un'attenta simulazione computazionale della fluidodinamica durante la progettazione dello stampo per verificare che il fronte del flusso si comporti come previsto.

Sistemi di vuoto e ventilazione

L'aria e il gas intrappolati nella cavità dello stampo durante l'iniezione del metallo sono la principale fonte di porosità nelle pressofusioni di alluminio. Per i componenti strutturali NEV in cui la porosità compromette sia l'integrità meccanica che la tenuta alla pressione dei canali di raffreddamento integrati, il controllo del gas intrappolato è fondamentale.

I sistemi di pressofusione sotto vuoto che evacuano la cavità dello stampo a una pressione inferiore a 50 millibar prima e durante l'iniezione sono una pratica standard per i componenti strutturali NEV ad alta integrità. Questi sistemi richiedono canali del vuoto lavorati con precisione, valvole del vuoto ad azione rapida e sistemi di tenuta dello stampo che mantengano l'integrità del vuoto sulla linea di giunzione e attorno a tutte le interfacce di scorrimento e nucleo durante tutto il ciclo di iniezione. La progettazione dello stampo deve consentire il percorso del circuito del vuoto senza compromettere l'integrità strutturale o la copertura del circuito di raffreddamento.

Progettazione di sistemi di espulsione per parti complesse di grandi dimensioni

L'espulsione di un getto strutturale NEV di grandi dimensioni e a pareti sottili dallo stampo senza distorsioni o danni superficiali richiede un sistema di espulsione attentamente progettato con perni di espulsione distribuiti per applicare la forza in modo uniforme su tutta l'area della parte. Una forza di espulsione irregolare su un getto grande e relativamente flessibile provoca una distorsione locale che può superare le tolleranze dimensionali o creare concentrazioni di sollecitazioni che riducono la durata a fatica in servizio.

Per i pezzi Gigacast, la progettazione del sistema di espulsione è particolarmente impegnativa. La struttura del sottoscocca posteriore di un veicolo elettrico può pesare da 50 a 70 chilogrammi e avere una lunghezza di oltre 1,4 metri. Espellere questa parte in modo uniforme, trasferirla a un sistema di movimentazione e farlo in modo ripetibile ogni 80-120 secondi attraverso centinaia di migliaia di cicli di produzione richiede una progettazione del sistema di espulsione di eccezionale precisione e affidabilità.

Confronto dei requisiti dello stampo per pressofusione NEV tra i diversi tipi di componenti

I diversi componenti NEV pongono requisiti diversi agli stampi per pressofusione. Il seguente confronto illustra come i parametri chiave delle specifiche dello stampo variano nelle principali applicazioni di fusione NEV:

Il ruolo della simulazione nello sviluppo di stampi per pressofusione NEV

La simulazione al computer è diventata indispensabile nello sviluppo di stampi per pressofusione NEV. La complessità dei componenti strutturali dei NEV e il costo di costruzione e modifica di grandi strumenti di pressofusione rendono lo sviluppo fisico per tentativi ed errori proibitivamente costoso. La simulazione consente agli ingegneri di identificare e risolvere i problemi nel dominio virtuale prima che qualsiasi metallo o acciaio venga tagliato.

Mold Filling Simulation

La simulazione fluidodinamica computazionale del riempimento dello stampo prevede il modo in cui l'alluminio fuso scorrerà attraverso il sistema di canali e entrerà nella cavità dello stampo. Identifica potenziali punti di chiusura a freddo in cui due fronti di flusso si incontrano a bassa temperatura, prevede intrappolamento di aria e zone a rischio di porosità e consente di ottimizzare la posizione del cancello e la geometria del canale prima della costruzione dello strumento. I moderni software di simulazione del riempimento come Magmasoft, ProCAST e Altair Inspire Cast possono modellare l'evento di riempimento completo in pochi minuti e prevedere la distribuzione della porosità con buona precisione quando le condizioni al contorno sono specificate correttamente.

Simulazione termica e strutturale dello stampo

L'analisi degli elementi finiti della struttura dello stampo prevede i gradienti termici, la distribuzione dello stress termico e la deflessione meccanica sotto le forze di bloccaggio e iniezione. Per gli strumenti di pressofusione NEV di grandi dimensioni, la deflessione dello stampo sotto le forze di serraggio estreme delle macchine ad alto tonnellaggio può essere sufficientemente significativa da influenzare la tenuta della linea di giunzione e l'accuratezza dimensionale della parte fusa se non presa in considerazione nella progettazione dello stampo.

La simulazione della fatica termica basata su modelli di carico termico ciclico prevede quali zone dello stampo sono più suscettibili al controllo termico, consentendo agli ingegneri di specificare un raffreddamento potenziato, una migliore qualità dell'acciaio o rivestimenti superficiali protettivi nelle aree a più alto rischio prima dell'inizio della produzione. È stato dimostrato che la progettazione degli stampi basata sulla simulazione riduce del 40-60% il numero di iterazioni di prova fisica richieste prima dell'approvazione della produzione in applicazioni di fusione NEV ad alta complessità, che rappresentano un notevole risparmio di tempo e costi.

Previsione della solidificazione e della distorsione

Quando la fusione si solidifica e si raffredda dalla temperatura di fusione alla temperatura ambiente, la contrazione termica differenziale provoca la distorsione della parte rispetto alla sua geometria come fusa. Per i componenti strutturali NEV di grandi dimensioni con tolleranze dimensionali strette sui fori dei cuscinetti, sulle superfici di tenuta e sulle interfacce di assemblaggio, la previsione della distorsione è essenziale. La simulazione del processo di solidificazione e raffreddamento consente di compensare in anticipo le dimensioni della cavità dello stampo in modo che la parte finale raffreddata soddisfi le sue dimensioni nominali nonostante la distorsione che si verifica durante il raffreddamento.

Standard di controllo e test di qualità per componenti pressofusi NEV

La criticità in termini di sicurezza e prestazioni dei componenti strutturali NEV richiede un rigoroso controllo di qualità durante tutto il processo di fusione e sulle parti finite. La progettazione dello stampo per pressofusione influenza direttamente la facilità con cui la qualità può essere monitorata e controllata nella produzione.

Monitoraggio e controllo durante il processo

Le moderne celle di pressofusione NEV incorporano estesi sistemi di monitoraggio durante il processo che tengono traccia dei parametri di processo su ogni colpo e delle deviazioni delle bandiere che potrebbero indicare problemi di qualità. I principali parametri monitorati includono:

• Profili di pressione e velocità di iniezione durante le fasi di riempimento e intensificazione.
• Temperatura dello stampo in più punti della superficie della cavità per rilevare le variazioni delle prestazioni del circuito di raffreddamento.
• Livello di vuoto raggiunto prima dell'iniezione per sistemi di pressofusione sotto vuoto.
• Profili della forza di apertura dello stampo e della forza di espulsione che possono indicare l'adesione del pezzo o la formazione di bave.
• Peso della pallina e spessore del biscotto come indicatori della consistenza del riempimento metallico.

Controlli non distruttivi su getti NEV

I getti strutturali NEV di alto valore vengono sottoposti a test non distruttivi per verificare la qualità interna senza distruggere la parte. I principali metodi NDT applicati sono:

• Scansione a raggi X e tomografia computerizzata (CT): Rivela porosità interna, ritiro e inclusioni. La scansione TC fornisce mappe di porosità tridimensionali che possono essere valutate rispetto a criteri di accettazione e utilizzate per convalidare le previsioni di simulazione della fusione. Per i componenti del vassoio della batteria e dell'alloggiamento del motore, la scansione TC delle parti campione è generalmente richiesta durante l'approvazione della produzione.
• Prova di pressione: I vassoi delle batterie, gli alloggiamenti dei motori e gli altri componenti con passaggi del fluido integrati vengono testati a pressione con aria o elio per verificare l'integrità della tenuta. Il test delle perdite di elio può rilevare perdite fino a 10 alla potenza di meno 6 millibar per litro al secondo, che è il livello di sensibilità richiesto per i componenti del circuito di raffreddamento della batteria.
• Ispezione della macchina di misura a coordinate (CMM): Le caratteristiche dimensionali critiche sui fori dei cuscinetti, sulle superfici di tenuta e sulle interfacce di assemblaggio vengono verificate rispetto alle tolleranze GD e T utilizzando la sonda CMM o la scansione a luce strutturata.

Tendenze che plasmano il futuro della tecnologia degli stampi per pressofusione NEV

Il settore dei NEV si sta sviluppando così rapidamente che la tecnologia degli stampi per pressofusione viene continuamente spinta verso nuove funzionalità. Diverse tendenze stanno attivamente rimodellando l’aspetto degli stampi per i componenti NEV e il modo in cui vengono sviluppati.

Espansione del Gigacasting sulle piattaforme dei veicoli

In seguito alla convalida commerciale da parte di Tesla del gigacasting per componenti strutturali, diverse case automobilistiche cinesi, europee e coreane stanno ora sviluppando o implementando programmi di gigacasting. BYD, Nio, Li Auto, Volvo e Toyota hanno tutti annunciato o implementato programmi di fusione strutturale su larga scala. Si prevede che il mercato globale delle macchine per pressofusione con forza di chiusura superiore a 6.000 tonnellate crescerà di oltre il 25% annuo fino al 2028 poiché questi programmi si adattano ai volumi di produzione.

Questa espansione sta stimolando la domanda di produttori di stampi in grado di progettare e produrre gli strumenti di pressofusione più grandi e complessi mai costruiti per la produzione automobilistica, e sta concentrando lo sviluppo della tecnologia degli stampi più avanzata nel settore dei veicoli a combustione interna.

Integrazione della produzione additiva nella produzione di stampi

La produzione additiva è sempre più integrata nella produzione di stampi per pressofusione NEV per la produzione di inserti di raffreddamento conformati e componenti centrali complessi. La fusione laser selettiva della polvere di acciaio per utensili H13 consente geometrie dei canali di raffreddamento impossibili da ottenere con la perforazione convenzionale, e gli approcci di produzione ibridi che combinano la lavorazione additiva e sottrattiva stanno diventando una pratica standard per inserti di stampi ad alte prestazioni nelle applicazioni NEV.

Tecnologia Digital Twin per la gestione del ciclo di vita degli stampi

I modelli Digital Twin degli stampi per pressofusione, che combinano i dati di progettazione con le informazioni di monitoraggio della produzione in tempo reale, vengono implementati dai principali produttori automobilistici e fonditori per prevedere i requisiti di manutenzione, ottimizzare i parametri di processo e monitorare il degrado dello stampo durante il ciclo di vita della produzione. Un gemello digitale dello stampo che integra i dati del contatore dei colpi, il monitoraggio termico e i risultati dell’ispezione dimensionale può prevedere quando sarà necessario rinnovare la cavità prima che si verifichino problemi di qualità nella produzione, riducendo i tempi di fermo macchina non pianificati e la generazione di scarti.

Sviluppo di nuove leghe per applicazioni di fusione NEV

Lo sviluppo delle leghe sta procedendo parallelamente alla tecnologia degli stampi per consentire leghe da colata prive di trattamenti termici che raggiungano le proprietà meccaniche che in precedenza richiedevano un trattamento termico T5 o T6 post-fusione. Queste leghe, come il materiale basato su Silafont-36 di Tesla utilizzato nelle sue parti gigacast, semplificano il processo di produzione e riducono il consumo di energia, ma pongono nuove esigenze sul controllo della temperatura dello stampo per ottenere la microstruttura richiesta durante la solidificazione nello stampo. Le leghe prive di trattamento termico richiedono una precisione nella gestione termica dello stampo che è significativamente più impegnativa rispetto alla fusione di leghe convenzionali , guidando l’ulteriore sviluppo di sistemi di raffreddamento conformato e di controllo della temperatura dello stampo in tempo reale.

Mentre i volumi di produzione di NEV continuano la loro traiettoria di crescita globale e le architetture dei veicoli si evolvono verso una maggiore integrazione strutturale e obiettivi di peso più leggeri, la capacità ingegneristica incorporata negli stampi per pressofusione dei veicoli a nuova energia rimarrà un elemento di differenziazione fondamentale tra i produttori che possono raggiungere obiettivi di costo e qualità e quelli che non possono. L'attrezzatura non è visibile nel veicolo finito, ma è la base su cui è costruito ogni componente strutturale NEV.