Industri otomotif Eropa terkenal dengan kemajuan dan inovasinya. Dengan promosi kebijakan penghematan energi dan pengurangan emisi, untuk mengurangi konsumsi bahan bakar dan emisi karbon dioksida, paduan aluminium yang disempurnakan dan dirancang secara inovatif banyak digunakan dalam desain mobil. Menurut statistik, dalam sepuluh tahun terakhir, rata-rata jumlah aluminium yang digunakan pada mobil penumpang telah berlipat ganda, dan pengurangan bobot paduan aluminium ditunjukkan pada Gambar 1 di bawah ini. Berdasarkan konsep desain yang inovatif, tren ini akan berlanjut dalam beberapa tahun mendatang.
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 ini sudah banyak digunakan dalam kedirgantaraan. Sekarang konsep desain multi-material telah diintegrasikan ke dalam desain mobil, dan upaya sedang dilakukan untuk menerapkan material yang sesuai untuk bagian yang sesuai. Tantangan yang sangat penting adalah masalah penyambungan dan perlakuan permukaan, dan berbagai solusi telah dikembangkan, seperti komponen blok mesin dan 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 dalam mobil.
Strategi Desain BIW
Bodi berwarna putih merupakan bagian terberat dari mobil konvensional, mencakup 25% hingga 30% dari bobot kendaraan. Terdapat dua desain struktural dalam desain bodi berwarna putih.
1.”Desain rangka ruang profil” untuk mobil kecil dan menengahAudi 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). Sambungan-sambungan tersebut dilakukan dengan paku keling, pengelasan MIG, pengelasan laser, pengelasan hibrida lainnya, perekatan, dll.
2. “Struktur monocoque lembaran logam yang ditempa mati” untuk aplikasi otomotif berkapasitas sedang hingga besarMisalnya, Jaguar XJ (X350), model tahun 2002 (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4 di bawah), dengan massa 295 kg, "struktur monokok berbodi cap" bodi berwarna putih, terdiri dari 22 profil (21 kg), 15 coran (15 kg), dan 273 komponen lembaran logam (259 kg). Metode penyambungannya meliputi pengikatan, paku keling, dan pengelasan MIG.
Aplikasi Paduan Aluminium pada Body
1. Paduan Al-Mg-Si yang dikeraskan karena usia
Paduan seri 6000 mengandung magnesium dan silikon dan saat ini digunakan dalam lembaran bodi otomotif seperti A6016, A6111, dan A6181A. Di Eropa, EN-6016 dengan ketebalan 1-1,2 mm memiliki kemampuan bentuk dan ketahanan korosi yang sangat baik dan banyak digunakan.
2. Paduan Al-Mg-Mn yang tidak dapat dipanaskan
Berkat pengerasan regangan tingginya yang spesifik, paduan Al-Mg-Mn menunjukkan kemampuan bentuk yang sangat baik dan kekuatan yang tinggi, serta banyak digunakan dalam lembaran canai panas dan canai dingin otomotif, serta pipa hidroforming. Aplikasi pada sasis atau roda bahkan lebih efektif karena pengurangan massa komponen bergerak yang tidak teredam juga meningkatkan kenyamanan berkendara dan mengurangi tingkat kebisingan.
3. Profil aluminium
Di Eropa, konsep mobil yang sepenuhnya baru diusulkan berdasarkan desain profil aluminium, misalnya rangka paduan aluminium dan substruktur kompleks. Potensi besarnya untuk desain kompleks dan integrasi fungsional menjadikannya paling cocok untuk produksi seri yang hemat biaya. Karena pendinginan (quenching) diperlukan selama proses ekstrusi, digunakan paduan yang dapat dikeraskan dengan usia (age hardenable) dengan kekuatan sedang 6000 dan kekuatan tinggi 7000. Kemampuan bentuk dan kekuatan ultimat dikontrol melalui pengerasan usia melalui pemanasan selanjutnya. Profil paduan aluminium terutama digunakan dalam desain rangka, balok penahan benturan, dan komponen penahan 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 di Eropa telah meningkat pesat, kini beralih ke coran aluminium karena tuntutan kekuatan dan daya tahan yang semakin meningkat. Pada saat yang sama, coran aluminium juga digunakan dalam desain rangka, komponen poros, dan komponen struktural. Pengecoran bertekanan tinggi untuk paduan aluminium AlSiMgMn baru telah mencapai kekuatan dan keuletan yang lebih tinggi.
Aluminium merupakan material pilihan untuk berbagai aplikasi otomotif seperti sasis, bodi, dan berbagai komponen struktural lainnya karena densitasnya yang rendah, kemampuan bentuk yang baik, dan ketahanan korosi yang baik. Aluminium yang digunakan dalam desain struktur bodi dapat mencapai pengurangan berat setidaknya 30% dengan asumsi memenuhi persyaratan kinerja. Selain itu, paduan aluminium dapat diaplikasikan pada sebagian besar penutup bodi. Dalam beberapa kasus dengan persyaratan kekuatan tinggi, paduan seri 7000 tetap dapat mempertahankan keunggulan kualitas. Oleh karena itu, untuk aplikasi bervolume tinggi, solusi pengurangan berat paduan aluminium merupakan metode yang paling ekonomis.
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminum
Waktu posting: 08-Des-2023
