Industri otomotif Eropa terkenal dengan inovasinya yang canggih. Dengan promosi kebijakan penghematan energi dan pengurangan emisi, untuk mengurangi konsumsi bahan bakar dan emisi karbon dioksida, paduan aluminium yang ditingkatkan dan dirancang secara inovatif banyak digunakan dalam desain mobil. Menurut statistik, dalam sepuluh tahun terakhir, jumlah rata-rata aluminium yang digunakan dalam mobil penumpang telah berlipat ganda, dan pengurangan berat paduan aluminium ditunjukkan pada Gambar 1 di bawah ini. Berdasarkan konsep desain yang inovatif, tren ini akan terus 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 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 ke bagian yang sesuai. Tantangan yang sangat penting adalah masalah sambungan dan perawatan 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
Body-in-white merupakan bagian terberat dari mobil konvensional, yang mencakup 25% hingga 30% dari berat kendaraan. Ada dua desain struktural dalam desain body-in-white.
1. “Desain rangka ruang profil” untuk mobil berukuran kecil dan sedang: 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). Semuanya disambung dengan paku keling, pengelasan MIG, pengelasan laser, pengelasan hibrida lainnya, perekatan, dll.
2. “Struktur monokok lembaran logam tempa mati” untuk aplikasi mobil berkapasitas sedang hingga besar: misalnya, Jaguar XJ (X350), model 2002 (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4 di bawah), bermassa 295 kg, “struktur monokok bodi bercap”, bodi berwarna putih yang terdiri dari 22 profil (21 kg), 15 coran (15 kg), dan 273 bagian lembaran logam (259 kg). Metode penyambungan meliputi pengikatan, pemancangan, 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 1-1,2 mm memiliki kemampuan bentuk dan ketahanan korosi yang sangat baik dan digunakan secara luas.
2. Paduan Al-Mg-Mn yang tidak dapat diberi perlakuan panas
Karena pengerasan regangan tinggi yang spesifik, paduan Al-Mg-Mn menunjukkan kemampuan bentuk yang sangat baik dan kekuatan yang tinggi, dan banyak digunakan dalam lembaran canai panas dan canai dingin otomotif serta tabung 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 benar-benar baru diajukan berdasarkan desain profil aluminium, misalnya, rangka paduan aluminium dan substruktur yang kompleks. Potensi besarnya untuk desain yang kompleks dan integrasi fungsional membuatnya paling cocok untuk produksi seri yang hemat biaya. Karena pendinginan diperlukan selama ekstrusi, digunakan paduan yang dapat dikeraskan dengan kekuatan sedang 6000 dan kekuatan tinggi 7000. Kemampuan bentuk dan kekuatan akhir dikontrol melalui pengerasan akibat pemanasan berikutnya. 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 dalam mobil, seperti blok mesin, kepala silinder, dan komponen sasis khusus. Bahkan mesin diesel, yang telah meningkatkan pangsa pasarnya di Eropa, beralih ke coran aluminium karena meningkatnya permintaan akan kekuatan dan daya tahan. Pada saat yang sama, coran aluminium juga digunakan dalam desain rangka, bagian poros, dan bagian struktural, dan pengecoran bertekanan tinggi dari paduan aluminium AlSiMgMn baru telah mencapai kekuatan dan keuletan yang lebih tinggi.
Aluminium merupakan material pilihan untuk banyak aplikasi otomotif seperti rangka, bodi, dan banyak komponen struktural karena kepadatannya 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 ke 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 merupakan metode yang paling ekonomis.
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Waktu posting: 08-Des-2023
