ელექტრომობილებისთვის ალუმინის პროფილების შედუღების სირთულესთან დაკავშირებული პრობლემების გადაჭრის პრაქტიკული ახსნა.

გარემოს დაცვის შესახებ მზარდი ცნობიერების ამაღლებასთან ერთად, მსოფლიოში ახალი ენერგიის განვითარებამ და ადვოკატირებამ გარდაუვალი გახადა ენერგომობილების პოპულარიზაცია და გამოყენება. ამავდროულად, სულ უფრო და უფრო იზრდება საავტომობილო მასალების მსუბუქი წონის შემუშავების, ალუმინის შენადნობების უსაფრთხო გამოყენების, მათი ზედაპირის ხარისხის, ზომისა და მექანიკური თვისებების მოთხოვნები. მაგალითად, 1.6 ტონა წონის ელექტრომობილის შემთხვევაში, ალუმინის შენადნობის მასალა დაახლოებით 450 კგ-ია, რაც დაახლოებით 30%-ს შეადგენს. ექსტრუზიის წარმოების პროცესში წარმოქმნილი ზედაპირული დეფექტები, განსაკუთრებით შიდა და გარე ზედაპირებზე უხეში მარცვლის პრობლემა, სერიოზულად მოქმედებს ალუმინის პროფილების წარმოების პროგრესზე და მათი გამოყენების შეფერხების კერად იქცევა.

ექსტრუდირებული პროფილებისთვის, ექსტრუზიული შტამპების დიზაინი და წარმოება უდიდესი მნიშვნელობისაა, ამიტომ ელექტრომობილების ალუმინის პროფილებისთვის შტამპების კვლევა და განვითარება აუცილებელია. სამეცნიერო და გონივრული შტამპების გადაწყვეტილებების შეთავაზებას შეუძლია კიდევ უფრო გააუმჯობესოს ელექტრომობილების ალუმინის პროფილების კვალიფიციური სიჩქარე და ექსტრუზიის პროდუქტიულობა ბაზრის მოთხოვნის დასაკმაყოფილებლად.

1 პროდუქტის სტანდარტები

(1) ნაწილებისა და კომპონენტების მასალები, ზედაპირული დამუშავება და ანტიკოროზიული დაცვა უნდა შეესაბამებოდეს ETS-01-007 „ალუმინის შენადნობის პროფილის ნაწილების ტექნიკური მოთხოვნები“ და ETS-01-006 „ანოდური დაჟანგვის ზედაპირის დამუშავების ტექნიკური მოთხოვნები“-ს შესაბამის დებულებებს.

(2) ზედაპირის დამუშავება: ანოდური დაჟანგვა, ზედაპირს არ უნდა ჰქონდეს უხეში მარცვლები.

(3) ნაწილების ზედაპირს არ უნდა ჰქონდეს დეფექტები, როგორიცაა ბზარები და ნაოჭები. დაჟანგვის შემდეგ ნაწილები არ უნდა იყოს დაბინძურებული.

(4) პროდუქტის აკრძალული ნივთიერებები აკმაყოფილებს Q/JL J160001-2017-ის „ავტომობილის ნაწილებსა და მასალებში აკრძალული და შეზღუდული ნივთიერებების მოთხოვნების“ მოთხოვნებს.

(5) მექანიკური მახასიათებლების მოთხოვნები: დაჭიმვის სიმტკიცე ≥ 210 მპა, დენადობის ზღვარი ≥ 180 მპა, მოტეხილობის შემდეგ წაგრძელება A50 ≥ 8%.

(6) ახალი ენერგიის მომწოდებელი სატრანსპორტო საშუალებებისთვის ალუმინის შენადნობის შემადგენლობის მოთხოვნები მოცემულია ცხრილში 1.

2 ექსტრუზიული შტამპის სტრუქტურის ოპტიმიზაცია და შედარებითი ანალიზი მასშტაბური ელექტროენერგიის გათიშვა ხდება

(1) ტრადიციული გადაწყვეტა 1: ანუ წინა ექსტრუზიული შტამპის დიზაინის გაუმჯობესება, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 2-ზე. ტრადიციული დიზაინის იდეის თანახმად, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზზე ისრით, დამუშავებულია შუა ნეკნის პოზიცია და ენისქვეშა დრენაჟის პოზიცია, ზედა და ქვედა დრენაჟები ერთ მხარეს 20°-იანი კუთხითაა და დრენაჟის სიმაღლე H15 მმ გამოიყენება ნეკნის ნაწილში გამდნარი ალუმინის მიწოდებისთვის. ენისქვეშა ცარიელი დანა გადადის სწორი კუთხით და გამდნარი ალუმინი რჩება კუთხეში, რაც ადვილად წარმოქმნის მკვდარი ზონებს ალუმინის წიდით. წარმოების შემდეგ, დაჟანგვით დასტურდება, რომ ზედაპირი ძალიან მიდრეკილია უხეშობის პრობლემებისკენ.

ტრადიციული ყალიბის წარმოების პროცესში განხორციელდა შემდეგი წინასწარი ოპტიმიზაცია:

ა. ამ ყალიბის საფუძველზე, ჩვენ ვცადეთ ნეკნებისთვის ალუმინის მიწოდების გაზრდა კვების გზით.

ბ. საწყისი სიღრმის საფუძველზე, ენისქვეშა ცარიელი დანის სიღრმე იზრდება, ანუ საწყის 15 მმ-ს ემატება 5 მმ;

გ. ენისქვეშა ცარიელი პირის სიგანე 2 მმ-ით გაფართოვდა თავდაპირველი 14 მმ-ის საფუძველზე. ოპტიმიზაციის შემდეგ რეალური სურათი ნაჩვენებია ნახაზ 3-ში.

ვერიფიკაციის შედეგები აჩვენებს, რომ ზემოაღნიშნული სამი წინასწარი გაუმჯობესების შემდეგ, პროფილებში კვლავ არსებობს უხეშმარცვლოვანი დეფექტები დაჟანგვის დამუშავების შემდეგ, რომლებიც გონივრულად არ არის გამოსწორებული. ეს აჩვენებს, რომ წინასწარი გაუმჯობესების გეგმა ჯერ კიდევ ვერ აკმაყოფილებს ელექტრომობილებისთვის ალუმინის შენადნობის მასალების წარმოების მოთხოვნებს.

(2) ახალი სქემა 2 შემოთავაზებული იქნა წინასწარი ოპტიმიზაციის საფუძველზე. ახალი სქემა 2-ის ყალიბის დიზაინი ნაჩვენებია ნახაზ 4-ში. „ლითონის სითხის პრინციპისა“ და „უმცირესი წინააღმდეგობის კანონის“ მიხედვით, გაუმჯობესებული საავტომობილო ნაწილების ყალიბი იყენებს „ღია უკანა ხვრელის“ დიზაინის სქემას. ნეკნის პოზიცია მნიშვნელოვან როლს ასრულებს პირდაპირ დარტყმაში და ამცირებს ხახუნის წინააღმდეგობას; მიწოდების ზედაპირი შექმნილია „ქოთან-სახურავის ფორმის“ სახით და ხიდის პოზიცია დამუშავებულია ამპლიტუდის ტიპის მიხედვით, მიზანია ხახუნის წინააღმდეგობის შემცირება, შედუღების გაუმჯობესება და ექსტრუზიის წნევის შემცირება; ხიდი მაქსიმალურად არის ჩაძირული, რათა თავიდან იქნას აცილებული ხიდის ძირში უხეში მარცვლების პრობლემა, ხოლო ხიდის ძირის ენის ქვეშ ცარიელი დანის სიგანე ≤3 მმ-ია; სამუშაო ქამარსა და ქვედა შტამპის სამუშაო ქამარს შორის საფეხურის სხვაობა ≤1.0 მმ-ია; ზედა შტამპის ენის ქვეშ ცარიელი დანა გლუვი და თანაბრად გადაადგილებულია, ნაკადის ბარიერის დატოვების გარეშე, ხოლო ფორმირების ხვრელი რაც შეიძლება პირდაპირ არის გახვრეტილი; შუა შიდა ნეკნთან ორ თავს შორის სამუშაო ქამარი რაც შეიძლება მოკლეა, როგორც წესი, კედლის სისქის 1.5-დან 2-ჯერ მეტი მნიშვნელობით; დრენაჟის ღარს აქვს გლუვი გადასვლა, რათა დააკმაყოფილოს ღრუში საკმარისი რაოდენობის ლითონისა და ალუმინის წყლის ჩადინების მოთხოვნა, წარმოადგენს სრულად შედუღებულ მდგომარეობას და არ ტოვებს მკვდარ ზონას არცერთ ადგილას (ზედა შტამპის უკან ცარიელი დანა არ აღემატება 2-დან 2.5 მმ-მდე). ექსტრუზიული შტამპის სტრუქტურის შედარება გაუმჯობესებამდე და მის შემდეგ ნაჩვენებია ნახაზ 5-ში.

(3) ყურადღება მიაქციეთ დამუშავების დეტალების გაუმჯობესებას. ხიდის პოზიცია გაპრიალებულია და შეუფერხებლად არის შეერთებული, ზედა და ქვედა შტამპის სამუშაო ლენტები ბრტყელია, დეფორმაციისადმი წინააღმდეგობა მცირდება და ლითონის ნაკადი გაუმჯობესებულია არათანაბარი დეფორმაციის შესამცირებლად. მას შეუძლია ეფექტურად ჩაახშოს ისეთი პრობლემები, როგორიცაა უხეშად დაფქული მარცვლები და შედუღება, რითაც უზრუნველყოფს ნეკნის განმუხტვის პოზიციისა და ხიდის ფესვის სიჩქარის სინქრონიზაციას სხვა ნაწილებთან და გონივრულად და მეცნიერულად ჩაახშოს ზედაპირული პრობლემები, როგორიცაა უხეშად დაფქული მარცვლების შედუღება ალუმინის პროფილის ზედაპირზე. შედარება ყალიბის დრენაჟის გაუმჯობესებამდე და მის შემდეგ ნაჩვენებია ნახაზ 6-ში.

3 ექსტრუზიის პროცესი

ელექტრომობილებისთვის განკუთვნილი 6063-T6 ალუმინის შენადნობისთვის, გაყოფილი შტამპის ექსტრუზიის კოეფიციენტი გამოითვლება 20-80-ის ტოლი, ხოლო ამ ალუმინის მასალის ექსტრუზიის კოეფიციენტი 1800 ტონიან მანქანაში არის 23, რაც აკმაყოფილებს მანქანის წარმოების მახასიათებლების მოთხოვნებს. ექსტრუზიის პროცესი ნაჩვენებია ცხრილში 2.

ცხრილი 2. ახალი ელექტრომობილების აკუმულატორების სამონტაჟო სხივებისთვის ალუმინის პროფილების ექსტრუზიული წარმოების პროცესი

ექსტრუზიის დროს ყურადღება მიაქციეთ შემდეგ პუნქტებს:

(1) აკრძალულია ყალიბების ერთ ღუმელში გაცხელება, წინააღმდეგ შემთხვევაში ყალიბის ტემპერატურა არათანაბარი იქნება და კრისტალიზაცია ადვილად მოხდება.

(2) თუ ექსტრუზიის პროცესის დროს მოხდება პათოლოგიური გამორთვა, გამორთვის დრო არ უნდა აღემატებოდეს 3 წუთს, წინააღმდეგ შემთხვევაში ყალიბი უნდა მოიხსნას.

(3) აკრძალულია ღუმელში გაცხელებისთვის დაბრუნება და შემდეგ ყალიბის ამოღების შემდეგ უშუალოდ გამოწურვა.

4. ობის შეკეთების ღონისძიებები და მათი ეფექტურობა

ათობით ობის შეკეთებისა და ობის საცდელი გაუმჯობესების შემდეგ, შემოთავაზებულია ობის შეკეთების შემდეგი გონივრული გეგმა.

(1) პირველი შესწორება და კორექტირება შეიტანეთ ორიგინალურ ფორმაში:

① ეცადეთ, ხიდი მაქსიმალურად ჩაძიროთ და ხიდის ძირის სიგანე ≤3 მმ უნდა იყოს;

② თავის სამუშაო ქამარსა და ქვედა ყალიბის სამუშაო ქამარს შორის საფეხურის სხვაობა უნდა იყოს ≤1.0 მმ;

③ არ დატოვოთ ნაკადის ბლოკი;

④ შიდა ნეკნებში ორ მამრობით თავაკს შორის სამუშაო ქამარი რაც შეიძლება მოკლე უნდა იყოს, ხოლო სადრენაჟე ღარის გადასვლა უნდა იყოს გლუვი, რაც შეიძლება დიდი და გლუვი;

⑤ ქვედა ყალიბის სამუშაო ქამარი რაც შეიძლება მოკლე უნდა იყოს;

⑥ არცერთ ადგილას არ უნდა დარჩეს მკვდარი ზონა (უკანა ცარიელი დანის სიგრძე არ უნდა აღემატებოდეს 2 მმ-ს);

⑦ შეაკეთეთ ზედა ყალიბი შიდა ღრუში უხეში მარცვლებით, შეამცირეთ ქვედა ყალიბის სამუშაო ღვედი და გააბრტყელეთ ნაკადის ბლოკი, ან ნაკადის ბლოკის არარსებობის შემთხვევაში შეამოკლეთ ქვედა ყალიბის სამუშაო ღვედი.

(2) ზემოაღნიშნული ყალიბის შემდგომი მოდიფიკაციისა და გაუმჯობესების საფუძველზე, ხორციელდება შემდეგი ყალიბის მოდიფიკაციები:

① ორი მამრობითი თავის მკვდარი ზონების აღმოფხვრა;

② გახეხეთ ნაკადის ბლოკი;

③ შეამცირეთ სიმაღლის სხვაობა თავსა და ქვედა შტამპის სამუშაო ზონას შორის;

④ შეამოკლეთ ქვედა შტამპის სამუშაო ზონა.

(3) ყალიბის შეკეთებისა და გაუმჯობესების შემდეგ, მზა პროდუქტის ზედაპირის ხარისხი იდეალურ მდგომარეობას აღწევს, მბზინავი ზედაპირით და უხეშად დაფქული მარცვლების გარეშე, რაც ეფექტურად წყვეტს უხეშად დაფქული მარცვლების, შედუღების და ელექტრომობილების ალუმინის პროფილების ზედაპირზე არსებული სხვა დეფექტების პრობლემებს.

(4) ექსტრუზიის მოცულობა გაიზარდა თავდაპირველი 5 ტონა/დღეში 15 ტონამდე/დღეში, რამაც მნიშვნელოვნად გააუმჯობესა წარმოების ეფექტურობა.

5 დასკვნა

ორიგინალური ყალიბის განმეორებითი ოპტიმიზაციითა და გაუმჯობესებით, ელექტრომობილებისთვის ალუმინის პროფილების ზედაპირზე უხეშ მარცვლებთან და შედუღებასთან დაკავშირებული ძირითადი პრობლემა სრულად მოგვარდა.

(1) ორიგინალური ყალიბის სუსტი რგოლი, შუა ნეკნის პოზიციის ხაზი, რაციონალურად ოპტიმიზირებული იყო. ორი თავის მკვდარი ზონების აღმოფხვრით, ნაკადის ბლოკის გაბრტყელებით, თავსა და ქვედა შტამპის სამუშაო ზონას შორის სიმაღლის სხვაობის შემცირებით და ქვედა შტამპის სამუშაო ზონის შემოკლებით, წარმატებით აღმოიფხვრა ამ ტიპის ავტომობილში გამოყენებული 6063 ალუმინის შენადნობის ზედაპირული დეფექტები, როგორიცაა უხეშობა და შედუღება.

(2) ექსტრუზიის მოცულობა გაიზარდა 5 ტ/დღ-დან 15 ტ/დღ-მდე, რამაც მნიშვნელოვნად გააუმჯობესა წარმოების ეფექტურობა.

(3) ექსტრუზიული შტამპის დიზაინისა და წარმოების ეს წარმატებული შემთხვევა წარმომადგენლობითი და საცნობაროა მსგავსი პროფილების წარმოებაში და იმსახურებს პოპულარიზაციას.