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Jun 19, 2023

熱間成形複合体、高

La linea di produzione scalabile a caldo di AP&T è la prima del suo genere al mondo

世界初の高強度アルミニウムの熱間成形用の AP&T の拡張可能な生産ラインは、軽量の車体コンポーネントを製造する新しい方法を提供します。

CO2 排出量に関するますます厳しくなる政府の要件を満たすために、自動車業界は長年にわたり、新車の重量を軽減して新車の燃料消費量を削減することに取り組んできました。 新しい材料、設計、製造方法により、部品やコンポーネントの軽量化が可能になりました。

鋼板のプレス硬化は、これまでの進歩に不可欠でした。 この技術が向上し続けるにつれて、高強度アルミニウムなどの他の材料や材料の組み合わせが開発されています。 この材料は鋼よりもかなり軽いですが、コストが高く、成形上いくつかの課題がありました。

2013 年、AP&T は、高強度アルミニウム製の複雑な設計の部品を熱間成形するための新しいプロセスの開発の調査を開始しました。 その後 3 年間、同社は顧客、大学、サプライヤーと協力して材料、生産プロセス、設備のテストを行いました。 2016 年の結果は、初期のプロトタイプ ラインと将来の使用の可能性を示す多数のプロトタイプ コンポーネントでした。

2017 年、AP&T はスウェーデンのウルリセハムンのテストセンターで、熱間成形、W 焼き戻し、温間成形を含む、高強度アルミニウムの熱間成形のための初の本格的な生産ラインを稼働させました。 世界初のこのラインは、軽量の車体部品を製造する新たな可能性を提供しました。 従来の鋼板を、強度を維持しながら大幅に薄くできる高強度アルミニウムに置き換えると、自動車の重量を最大 40% 削減できる可能性があります。

現在、同社は OEM メーカーやティアサプライヤーにスケーラブルなシステムを提供しています。 生産ラインには次のものが含まれます。

ブランクを炉に供給するための高速デスタッカー。

6XXX および 7XXX アルミニウム合金用に開発された、迅速かつ均一な加熱のための炉。

ブランクの成形性と耐食性を向上させる中間冷却ステーション。

ブランクをプレス機に高速搬送します。

高速、低消費電力のサーボ油圧プレスです。

この複雑なアルミニウム製コンポーネントは、ドア リングとドアの内部形状からのデザイン要素を示しています。

成形および冷却ツール。

洗浄とプレエイジング。

エンドオブラインの自動化。

この拡張性により、新しいテクノロジーは大小の製造量に適しており、生産能力を比較的簡単に増やすことができます。

高強度アルミニウムの成形性により、いくつかの異なるコンポーネントを結合した部品の代替品として、一体型の熱間成形部品の製造に使用できます。 これにより、製造プロセスの作業数が減り、取り扱いと物流が簡素化され、工具が減り、材料の使用が改善され、ユニットあたりの生産コストが削減されます。

生産を合理化する際の課題の 1 つは、人工熟成プロセスの時間を短縮することでした。

アルミニウムの熱間成形では、材料を硬化させる従来のアプローチは、溶体化熱処理温度まで加熱し、工具内で成形して冷却することです。 望ましい機械的特性を得るには、材料を特定の温度で特定の時間、再度加熱することによって人工的に時効させる必要があります。 ただし、これには数時間かかる場合があり、部品を車体に組み付ける前に材料が硬化するため、接合作業が困難になる可能性があります。

サイクルタイムを短縮するために、AP&T は部品の成形と焼入れ後に前時効プロセスを実行して、車体組み立て後の最終硬化を与える次の塗装焼き付けプロセスに備えて材料を準備します。 5 ～ 30 分かかるこの予備時効ステップにより、車体工場でのコンポーネントの最終組み立て中に非常に延性のある材料の挙動が得られ、良好な接合性が得られます。 同社は、このプロセスに合わせたアルミニウム合金 (AA6XX) を開発したハイドロ アルミニウムと協力して、このプリエージング シーケンスを開発しました。

ボディ部品が必要な公差を満たしていることを確認し、亀裂を防ぐために、シート成形に使用されるツールには高い基準が課されています。 AP&T は、工具表面と高強度アルミニウム ブランクの間の摩擦挙動を最適化するために、工具コーティングと潤滑剤を組み合わせました。

シート成形における効果的な有限要素法 (FEM) シミュレーションのために、同社はさまざまなグレードの高強度アルミニウムの機械的特性を分析しました。 また、FEM シミュレーション、ツール設計、ツール製造間の効果的な相互作用を確保するために、さまざまなテスト形状を使用してシミュレーション機能を検証しました。

AP&T、www.aptgroup.com