Industri otomotif Eropa terkenal maju dan sangat inovatif. Dengan promosi kebijakan penghematan energi dan pengurangan emisi, untuk mengurangi konsumsi bahan bakar dan emisi karbon dioksida, paduan aluminium yang dirancang secara inovatif dan ditingkatkan banyak digunakan dalam desain mobil. Menurut statistik, dalam sepuluh tahun terakhir, jumlah rata-rata aluminium yang digunakan pada mobil penumpang meningkat dua kali lipat, dan pengurangan berat paduan aluminium ditunjukkan pada Gambar 1 di bawah. Berdasarkan konsep desain inovatif, tren ini akan berlanjut dalam beberapa tahun ke depan.
Dalam proses pengembangan ringan, paduan aluminium menghadapi persaingan ketat dengan material baru lainnya, seperti baja berkekuatan tinggi, yang masih dapat mempertahankan kekuatan tinggi setelah desain berdinding tipis. Selain itu, ada material komposit magnesium, titanium, kaca atau serat karbon, yang terakhir sudah banyak digunakan di ruang angkasa. Sekarang konsep desain multi-material telah diintegrasikan ke dalam desain mobil, dan upaya sedang dilakukan untuk menerapkan material yang sesuai pada suku cadang yang sesuai. Tantangan yang sangat penting adalah masalah penyambungan dan perawatan permukaan, dan berbagai solusi telah dikembangkan, seperti blok mesin dan komponen power train, desain rangka (Audi A2, A8, BMW Z8, Lotus Elise), struktur pelat tipis (Honda NSX , Jaguar, Rover), suspensi (kelas DC-E, Renault, Peugeot) dan desain komponen struktural lainnya. Gambar 2 menunjukkan komponen aluminium yang digunakan pada mobil.
Strategi Desain BIW
Bodi berwarna putih adalah bagian terberat dari mobil konvensional, yang menyumbang 25% hingga 30% dari bobot kendaraan. Ada dua desain struktural pada desain bodi berwarna putih.
1. "Desain rangka ruang profil" untuk mobil berukuran kecil dan menengah: Audi A8 adalah contoh tipikal, bodi berwarna putih berbobot 277 kg, terdiri dari 59 profil (61 kg), 31 coran (39 kg) dan 170 lembaran logam (177 kg). Mereka digabungkan dengan memukau, pengelasan MIG, pengelasan laser, pengelasan hibrida lainnya, perekatan, dll.
2. “Struktur monocoque lembaran logam yang ditempa” untuk aplikasi mobil berkapasitas sedang hingga besar: misalnya Jaguar XJ (X350), model 2002 (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4 di bawah), massa 295 kg “struktur monocoque bodi cap” bodi-putih terdiri dari 22 profil (21 kg), 15 coran (15 kg) dan 273 bagian lembaran logam (259 kg). Metode penyambungannya meliputi bonding, riveting, dan las MIG.
Penerapan Paduan Aluminium pada Body
1. Paduan Al-Mg-Si yang mengeras karena usia
Paduan seri 6000 mengandung magnesium dan silikon dan saat ini digunakan pada lembaran bodi otomotif sebagai A6016, A6111 dan A6181A. Di Eropa, 1-1.2mm EN-6016 memiliki sifat mampu bentuk dan ketahanan korosi yang sangat baik dan banyak digunakan.
2. Paduan Al-Mg-Mn yang tidak dapat diolah dengan panas
Karena pengerasan regangan tinggi yang spesifik, paduan Al-Mg-Mn menunjukkan sifat mampu bentuk yang sangat baik dan kekuatan tinggi, dan banyak digunakan dalam lembaran canai panas dan canai dingin otomotif serta tabung hidroformed. Penerapan pada sasis atau roda bahkan lebih efektif karena pengurangan massa pada komponen bergerak yang tidak dipasang juga meningkatkan kenyamanan berkendara dan mengurangi tingkat kebisingan.
3. Profil aluminium
Di Eropa, konsep mobil yang benar-benar baru diusulkan berdasarkan desain profil aluminium, misalnya rangka paduan aluminium dan substruktur yang kompleks. Potensi besarnya untuk desain kompleks dan integrasi fungsional menjadikannya paling cocok untuk produksi seri yang hemat biaya. Karena pendinginan diperlukan selama ekstrusi, digunakan paduan yang dapat diperkeras dengan kekuatan sedang 6000 dan kekuatan tinggi 7000. Sifat mampu bentuk dan kekuatan ultimat dikendalikan melalui pengerasan umur dengan pemanasan berikutnya. Profil paduan aluminium terutama digunakan dalam desain rangka, balok benturan, dan komponen benturan lainnya.
4. Pengecoran aluminium
Coran merupakan komponen aluminium yang paling banyak digunakan pada mobil, seperti blok mesin, kepala silinder, dan komponen sasis khusus. Bahkan mesin diesel, yang pangsa pasarnya telah meningkat pesat di Eropa, beralih ke pengecoran aluminium karena meningkatnya tuntutan akan kekuatan dan daya tahan. Pada saat yang sama, pengecoran aluminium juga digunakan dalam desain rangka, bagian poros, dan bagian struktural, dan pengecoran tekanan tinggi dari paduan aluminium AlSiMgMn baru telah mencapai kekuatan dan keuletan yang lebih tinggi.
Aluminium adalah bahan pilihan untuk banyak aplikasi otomotif seperti sasis, bodi, dan banyak komponen struktural karena kepadatannya yang rendah, sifat mampu bentuk yang baik, dan ketahanan korosi yang baik. Aluminium yang digunakan dalam desain struktur bodi dapat mencapai pengurangan bobot setidaknya 30% dengan syarat memenuhi persyaratan kinerja. Selain itu, paduan aluminium dapat diterapkan pada sebagian besar bagian penutup saat ini. Dalam beberapa kasus dengan persyaratan kekuatan tinggi, paduan seri 7000 masih dapat mempertahankan keunggulan kualitas. Oleh karena itu, untuk aplikasi volume tinggi, solusi pengurangan berat paduan aluminium adalah metode yang paling ekonomis.
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Waktu posting: 08-Des-2023
