EDAG联合8家合作企业开发汽车用高强度铝合金材料

据外媒报道,作为“CustoMat_3D”研究项目的一部分,德国汽车领域的工程企业EDAG联合材料、科研、增材制造、仿真领域的八家合作伙伴,正在开发一款具有更高强度和更高的断裂延伸率的轻型防撞3D打印铝合金材料。

EDAG联合8家合作企业开发汽车用高强度铝合金材料 1

新研究强调,目前,AM型铝合金不能满足汽车行业的高要求,如碰撞试验性能。并且,EDAG认为,现下的工艺设计只考虑到高强度非延展性材料参数。

过去三年,EDAG着眼于整个过程链,包括粉末制造、仿真和部件开发。莱布尼茨材料工程研究所(Leibniz Institute for Materials Engineering)和全球特种材料公司Kymera International,负责合金定义和粉末制造。弗劳恩霍夫应用高分子研究所(Fraunhofer IAPT)、GE Additive和FKM Sintertechnik GmbH,负责粉末基激光束焊接(LBM)的加工和工艺开发。Fraunhofer ITWM和MAGMA Giessereitechnologie GmbH,对焊接材料的快速冷却过程进行了模拟研究。梅赛德斯-奔驰和EDAG Engineering GmbH公司负责性能演示,并得到工程软件供应商 Altair Engineering公司的支持。通过综合方法,实现增材量产。这种合金可用于制造重量显著减轻的汽车零部件。

根据SmarTech的预测,铝合金占金属3D打印中所有金属粉末的消耗量(按体积计算)从2014年的5.1%逐渐提高到2026年的11.7%左右,铝合金在汽车行业的10年复合增长率在51.2 %。

EDAG联合8家合作企业开发汽车用高强度铝合金材料 2

在汽车制造领域,铝合金是实现轻量化的主力军,著名咨询公司达科国际公布的研究数据表明,欧洲汽车平均用铝量自1990年已经翻了三倍,由50kg增长到目前的151kg,并将在2025年增长至196kg。

轻量化并不仅仅是要求减重,而是要做到车辆的性能、安全、成本和重量四者之间的平衡。 汽车铝合金零部件制造的要求包括满足碰撞性能,在不同情况下的有效性等。但当前的铝合金增材制造工艺设计,主要是可以制造具有高抗性但并非高韧性的材料,而高断裂延伸率对于满足汽车碰撞时的性能要求尤其重要。

在实验室阶段,研究人员起初对各类合金进行了测试。通过不同的激光束焊接系统,有可能成功找到最有前途的合金。这种合金的特别之处在于其功能多样性:通过一种合金提供多种性能。利用下游加热处理方式,可以灵活实现这些性能。根据传递的材料值,生成材料卡片,并使用Altair Opti OptiStruct软件进行结构优化,以减少等功率部件的重量。其中特殊之处在于,可以考虑对增材生产工艺和组件对齐的要求。

EDAG联合8家合作企业开发汽车用高强度铝合金材料 3

此外,研究人员利用最新开发的材料,对激光沉积焊接和粘接技术等混合工艺,进行了研究。在模拟过程中,通过宏观模拟零件中的代表性元素,引导粉末的微观过程。利用这种方式,可以显著缩短计算时间。因此,能使残余应力和延迟在生产前可视并最小化。

根据EDAG,合金的独特之处在于它的多功能性,单一合金可以创造出广泛的性能,这些特性可以通过下游热处理工艺灵活地调节。EDAG 根据确定的材料参数生成材料图,并使用Altair OptiStruct软件进行结构优化,减少等幂部件的重量,以及考虑增材制造过程中的要求。

EDAG 选择了多种汽车零部件进行优化,结果表明,动态高负荷的轮架和轮拱区域中具有高刚度要求的复杂组件也能够实现有效的减重。其中部分组件减重达30%,超出了预期。由于这些零部件的制造方式是金属3D打印技术,可以灵活满足批量定制生产,因此这些组件均可以根据不同车辆的负载水平要求进行设计。

新型铝合金研发合伙伙伴对这一铝合金材料给出了积极的肯定,该材料将在几个月后上市,商标为 CustAlloy®。EDAG表示,CustAlloy®在强度、延展性、防腐蚀性等方面满足汽车行业的要求,并将成为一款适合汽车轻量化、防碰撞零部件批量生产的3D打印材料。EDAG 针对这款材料开发的增材制造工艺和经过实践检验的仿真模拟方法,为专家提供了有利工具,帮助减少汽车重量,并且在大规模生产过程中使用3D打印技术。

版权声明:
1.本站除原创教程外,所有资源来源于用户上传和网络,仅供用户学习之用!您必须在下载后的24个小时之内,从您的电脑中彻底删除本站内容资源!本站资源如有侵权,请邮件联系站长![email protected]
2.如果你也有好的3D打印、三维逆向资源(包括但不限于模型,软件,教程等),可以联系客服(侧边栏图标),分享有积分奖励和额外收入!
3.本站提供的软件、插件等等其他资源,都不包含技术服务请大家谅解!
4.如有链接无法下载、失效或广告,请联系管理员处理!
5.本站资源售价只是赞助,收取费用仅维持本站的日常运营所需!
6.本站不保证所提供下载的资源的准确性、安全性和完整性,请谅解!
7.如用于商业或者非法用途,与本站无关,一切后果请用户自负!本站不承担任何法律责任!
8.如遇到加密压缩包,默认解压密码为“www.108ba.com”,如遇到无法解压的请联系管理员!
9.本站用户投稿资源均有【用户投稿】前缀,本站不能保证用户投稿资源的安全性和准确性,请酌情下载!本站官方资源均没有【用户投稿】前缀,后面理应加上编号,请放心下载,如有任何问题请联系站长。
10.本站不接受任何形式的转载或盗取,一经发现,后果自负!
11.以上所有内容,3D资源巴均拥有再编辑权和最终解释权,请用户悉知。
3D资源巴 » EDAG联合8家合作企业开发汽车用高强度铝合金材料

发表评论