汽车电子助力转向系统散热器

EUROGUSS 2024 欧洲（纽伦堡）压铸工业展期间，主办方组织专家评选出“2024年欧洲铝压铸奖”。

汽车电子助力转向系统散热器

说明铸件的设计、铸造和造型要求及其功能，也适用于装配部件：
公差要求极高的部件，同时对凹槽内无气孔/空洞的要求也很高，这种气孔/空洞是通过机械加工产生的。由于需要大量生产，因此需要进行全自动加工，包括对凹槽中的气孔进行 100% EOL 摄像检测（评估数量、尺寸和位置）。         

设计、铸造和造型要求：
铸造挑战：在有限的机器尺寸上制造多个模具。对内部缺陷或机械加工表面约2毫米缺陷的要求非常高，因此必须充分利用压铸机的所有可能性或与铸造工艺相关的流程。         

为什么要采用压铸工艺？
通过使用铝达到最佳散热效果。

技术数据：
▪长度：91 毫米
▪宽度：92 毫米
▪高度：21 毫米
▪重量：114 克

合金：AlSi12
提交公司：HDO Druckguß - und Oberflächentechnik GmbH

支 架

说明铸件的设计、铸造和造型要求及其功能，包括装配部件：
底盘部件采用流变铸造。无机械加工。T6 热处理。         

设计、铸造和造型要求：
替代锻造件，具有相同的机械特性，并减轻重量。         

为什么采用压铸件生产？
节约成本，按最终轮廓铸造，无机械再加工。

为什么该部件能获得欧洲压铸奖？
创新且迄今为止独一无二的节约成本和减轻重量的可能性。         

技术数据：
▪长度：325 毫米
▪宽度：180 毫米
▪高度：100 毫米
▪重量：886 克

合金：AlSi7Mg
提交公司：Salzburger Aluminium Group | SAG New Technologies GmbH 萨尔茨堡铝业集团 | SAG 新技术有限公司

变速箱盖 InDrutec-E

说明铸件的设计、铸造和成型要求及其功能，也包括装配部件：
用于电子轴装置（系统外壳）的创新型铝制变速箱盖，与近似系列的参考部件相比，该产品有很大改进。         

设计、铸造和成型要求：
采用 Vacural® 铸造工艺铸造高强度铝合金。与参考部件相比，经过拓扑优化的铝制部件重量减轻了 38%，重量更轻。
▪重量轻 38%，价格便宜 30% ；
▪便宜 30%，二氧化碳排放量减少 60%；
▪二氧化碳排放量减少 60%。

这些改进是深入研究和创新设计的结果，旨在最大限度地发挥轻量化潜力，同时实现环境和经济效益。         

为什么采用压铸生产？

重量优势主要是通过一种新型结构方法实现的，这种方法的特点是直接载荷流和三维加固重载闭合面。力和载荷在整个结构的拉伸面上均匀分布，不会产生明显的应力峰值。这意味着所使用的材料得到了更好的利用。此外，在结构铸件中使用先进的高强度 AlMgSi 合金也进一步减轻了重量，因此重量可从 2.50 千克减少到 1.55 千克，同时整个系统的疲劳强度和运行可靠性也得到了提高。在设计方面，这一点在外观上尤为明显。外侧几乎不需要任何加强筋，由于减少了接触面和储藏袋，也降低了腐蚀性能。

另一方面，由于进一步开发了一种天然耐蚀合金（无需热处理），其中 95% 的成分可回收利用，不需要稀土或气体处理等成本驱动因素；由于减少了所需材料，从而减轻了铸件重量；由于采用了 Vacural® 铸造工艺，降低了废品率，从而降低了成本。此外，在设计部件时，还注意确保模具不需要滑动，从而进一步降低了复杂性和成本。不过，与参照物（AlSi10MgMn；真空辅助）相比，所使用的 AlMgSi 合金和 Vacural® 铸造工艺的成本略高。但总的来说，成本节省了 30% 以上。

可持续发展性可以通过二氧化碳平衡的节约来量化。在这方面，重量的减轻（从而减少了所需材料）、高回收率合金的使用、热处理的取消以及废品率的降低都产生了积极的影响，使二氧化碳排放总量至少减少了 60%。   

总之，创新的变速箱盖提供了一系列全面的改进，以更低的成本显著提高了电子轴装置的性能、可靠性和效率。同时，还通过减轻重量和考虑生态因素，为可持续发展做出了贡献。这项创新标志着在进一步开发用于未来汽车驱动系统的铸造部件方面又向前迈进了一步。

决定采用压铸工艺制造该部件是基于以下技术、经济和生态方面的考虑：
▪精确、高效地利用具有复杂几何形状的材料，无需昂贵的后加工步骤；
▪功能集成，如轴承座、螺钉固定点、出风口、进油口和出油口，同时最大限度地减少所需的额外加工步骤；
▪使用回收率高达 95% 的铝合金，有效减少二氧化碳排放量，降低成本；
▪通过 Vacural® 铸造工艺将孔隙率降至最低，提高了材料的性能，同时减少了浪费。

为什么该部件能获得欧洲压铸奖？

1.  创新的应用解决方案：
三维加固部件中使用了二次合金，与参照物（均为铝）相比，重量减轻了 38%。

2. 压铸兼容、资源节约型设计：
采用新的设计方法，将材料集中在与负载流一致的拉伸负载部件区域，从而减少了弯矩和应力峰值，使部件负载均匀，从而最大限度地减少了材料用量，节省了 30% 以上的成本。

3. 复杂性和质量特性：
这种设计方法大大降低了复杂性，并使表面设计在外部基本无加强筋。这大大提高了腐蚀性能。此外，与参照物不同的是，该组件不需要任何滑块，也不会产生任何不利的材料堆积。

4. 可持续的合金选择：
使用回收含量达 95% 的二次合金，也不需要额外的热处理、稀土和气体处理，使部件的二氧化碳排放量至少减少 60%。

5. 高效的制造方法：
Vakural® 铸造工艺可减少气孔和废料，从而提高所用材料的性能。

技术数据：
▪长度：340 毫米
▪宽度：260 毫米
▪高度：100 毫米
▪重量：1550 克

合金：铝镁硅系铸造合金
提交单位：德国宇航中心/阿伦大学

阀体 WAG100148L100

说明铸件的设计、铸造和造型要求及其功能，包括组装部件：
密封区域无损坏或凹痕。
外螺纹铸件无扁平。

设计、铸造和造型要求：
非常好的铸造质量，螺纹符合规格。

为何采用压铸件生产？
减少机加工，节约成本。
以前是车铣部件。

该部件为何获得欧洲压铸奖？
创新的解决方案，外螺纹铸造时不压扁。
密封面的高质量特性。
采用铝热室工艺铸造部件。  

技术数据：
▪长度：18 毫米
▪宽度：16 毫米
▪高度：16 毫米
▪重量：3.5 克

合金：EN-AC 46000 AL 226 D
提交公司：Dynacast Deutschland GmbH

轻型车轮毂电机E线圈

说明铸件的设计、铸造和造型要求及其功能，包括装配部件：
对丝状、复杂和薄壁部件的表面和微观结构（很少有气孔和孔隙）有很高的要求。         

设计、铸造和成型要求：
需要创新的模具分离和精密的模具设计来满足要求。为了满足对部件结构的高要求，必须使用真空脱气。             

为什么要采用压铸技术？
通过与不莱梅弗劳恩霍夫IFAM所的合作，以前用于轻型汽车轮毂电机的铜线圈将来将被压铸铝制成的电线圈取代。这一创新发展为 Al-DG 工艺开辟了全新的应用领域。

因为它可以大大减轻重量（铝线圈比铜线圈减轻 50%以上，铝线圈比铜线圈目前减少 30%以上的材料）。此外，铝的加工还能节省资源（熔化温度低）。铝是地壳中第三常见的金属。         

为什么该组件能获得欧洲压铸奖？
▪用铝代替铜，减少了对原材料的依赖；
▪与铜线圈相比，铝线圈重量减轻约 50；
▪与缠绕的铜线圈相比，铝线圈的材料成本降低约 60；
▪优化使用铸铝线圈的安装空间，性能数据几乎与绕制铜线圈相当；
▪与铜线圈相比，由于加工温度更低，铝线圈的二氧化碳足迹更小；
▪与绕制铜线圈相比，铝线圈的散热性能更好。

技术数据：
▪长度：65 毫米
▪宽度：25 毫米
▪高度：11 毫米
▪重量：15 克

合金：转子铝
提交公司：Ketterer Druckguss KG Ketterer Druckguss KG

Fisker Ocean 后导轨

说明铸件的设计、铸造和成型要求及其功能，包括装配部件：
铝压铸件"后导轨"是车身中一个高度受力且对安全至关重要的结构部件。它也是后轴轮壳的一部分，将湿区与干区隔开。后导轨主要承受动态应力，必须满足严格的刚度要求。此外，应用领域还要求有必要的变形能力，以保证车辆在发生碰撞时的剩余机动性。当然，该部件对汽车的驾驶安全性、车辆动力性和驾驶舒适性也有重大影响。通过稍微旋转造型方向，机械加工的范围大大缩小。

设计、铸造和造型要求：
由于部件尺寸较大，特别是部件长度和轮拱的几何复杂性，后导轨在热变形方面面临挑战。为了达到断裂伸长率方面的严格目标要求，采用了低量喷涂和高度脱气相结合的方法。这将模具中的残余水分降至最低，从而大大优化了热处理工艺。             

为什么要采用压铸工艺？
由于后导轨安装在电动汽车上，因此需要特别注意可持续发展和轻量化的问题。后导轨可以在整体设计中替代许多独立的成型金属板部件、连接件和纵向构件的一部分，从而实现资源节约和重量优化的解决方案。         

为什么该部件能获得欧洲压铸奖？
▪开发出可靠的超长流动路径制造工艺；
▪铆接压铸，由于模具残余水分少，断裂伸长率高，铸件质量好；
▪由于部件尺寸和部件刚度高，尽管矫直工艺具有挑战性，但仍能满足严格的公差要求；
▪减少对铸件的机械加工，实现精益生产工艺；
▪作为开发的一部分，可将钢连接件的各种功能/连接件集成到铸件中，从而减少装配范围。

技术数据：
▪长度：1282 毫米
▪宽度：407 毫米
▪高度：645 毫米
▪重量：10425 克

合金：AlSi10MnMg
提交公司：GF Casting Solutions AG

本文内容来自：轻量化技术网