Projekt ten powstał z rurowej ramy konstrukcyjnej zastosowanej w hulajnodze elektrycznej.
Początkowo wymaganie nie wydawało się skomplikowane: część musiała być lekka, ale jednocześnie wystarczająco mocna, aby wytrzymać wibracje i długotrwałe obciążenia podczas jazdy.
Na początkuodlewanie ciśnieniowebyła pierwszą opcją, która pojawiła się na stole, głównie dlatego, że jest to powszechny i niedrogi sposób tworzenia tego typu geometrii.
Kiedy jednak przyjrzeliśmy się bliżej aplikacji i rozpoczęliśmy przeglądanie wczesnych próbek, pewne problemy strukturalne stały się wyraźniejsze.
Z konwencjonalnymiodlewanie ciśnieniowe, kształt zewnętrzny był w porządku, ale sytuacja wewnętrzna była mniej stabilna, niż oczekiwano.
W niektórych grubszych obszarach zauważyliśmy małą porowatość, a gęstość nie była w pełni spójna w całej części. Problemy te nie są niczym niezwykłym w przypadku odlewania, ale w przypadku konstrukcyjnych rur nośnych stają się z czasem coraz bardziej krytyczne pod wpływem wibracji.
Z drugiej strony, pełne odkucie poprawiłoby wytrzymałość, ale zmniejszyłoby także swobodę projektowania i znacznie zwiększyłoby koszty i wysiłek związany z obróbką.
Zatem prawdziwe pytanie nie dotyczyło tego, „który proces jest lepszy”, ale raczej:
jak zrównoważyć wytrzymałość, koszt i łatwość produkcji w jednym rozwiązaniu?
Zamiast wybierać między odlewaniem a kuciem, zastosowaliśmy zintegrowane podejście do odlewania i kucia.
Kluczową różnicą jest czas.
Na tym etapie materiał nie jest jeszcze w pełni stały po przyłożeniu ciśnienia wewnątrz formy. Nadal znajduje się gdzieś pomiędzy cieczą a ciałem stałym, więc zachowuje się bardziej jak struktura płynąca niż nieruchoma.
Z tego powodu struktura wewnętrzna może nadal poruszać się i dostosowywać podczas krzepnięcia, zamiast być „naprawiana” i korygowana później, po całkowitym stwardnieniu.
Z praktycznego punktu widzenia nie chodzi tu o użycie większej siły.
Chodzi raczej o kontrolowanie stanu formowania we właściwym momencie.
Jeśli nacisk zostanie zastosowany zbyt wcześnie lub zbyt późno, efekt będzie ograniczony. Kiedy jednak podczas krzepnięcia jest ono odpowiednio kontrolowane, struktura wewnętrzna staje się znacznie stabilniejsza.
Pomaga to zmniejszyć typowe problemy związane z odlewaniem, takie jak porowatość i słabe strefy wewnętrzne, szczególnie w grubszych sekcjach części.
Po zmianie procesu pierwszą rzeczą, którą zauważyliśmy, było to, że jakość wewnętrzna stawała się coraz bardziej stabilna z partii na partię.
Problem z porowatością, który nas zaniepokoił, nadal występował w niektórych obszarach, ale był znacznie mniej losowy w porównaniu z początkowymi próbkami odlewu.
Podczas testów wibracyjnych zachowanie było również bardziej spójne. Nie wydawało się to dużym skokiem wydajności, ale raczej redukcją słabych punktów.
W większości przypadków zaczynamy przyglądać się tego rodzaju procesowi dopiero wtedy, gdy sam odlew nie jest wystarczająco stabilny, ale przejście do pełnego kucia w dalszym ciągu nie jest praktyczne.
Zwykle pojawia się w częściach, których projekt jest już dość zoptymalizowany, więc nie ma zbyt wiele miejsca na przejście w stronę cięższego lub droższego procesu.
Widzieliśmy podobne sytuacje w przypadku komponentów hulajnóg elektrycznych, konstrukcji rowerów elektrycznych i innych lekkich części aluminiowych, gdzie konieczne było zrównoważenie wytrzymałości i wydajności produkcji.
W przypadku wielu konstrukcyjnych części aluminiowych prawdziwym wyzwaniem nie jest wybór pomiędzy odlewaniem a kuciem.
Kontroluje zachowanie materiału podczas formowania.
Kiedy już to zrozumiemy, proces w mniejszym stopniu będzie dotyczył „metod”, a bardziej „kontroli”.
Jeśli obecnie opracowujesz konstrukcyjne części aluminiowe i stoisz przed podobnymi wyzwaniami dotyczącymi wytrzymałości, kosztów i możliwości produkcyjnych, warto przejrzeć podejście do formowania na wczesnym etapie projektowania.
Jeśli masz już rysunki lub koncepcję, możesz się nimi podzielić. Możemy udzielić Ci praktycznej sugestii na podstawie podobnych projektów, które realizowaliśmy.
