Bahagian struktur profil aluminium tersemperit dalam pembuatan kenderaan

Menurut maklumat itu, kira-kira 60% daripada pesanan sedia ada pengeluar lokomotif dan kenderaan Eropah adalah kenderaan dengan badan aluminium. 20 tahun yang lalu, pesanan sedemikian hanya 2% - 3%. Kini struktur aluminium telah digunakan dalam ais, tgv-2n, etr460, etr500, kereta api Talgo Hotel dan kereta api berkelajuan tinggi lain, serta banyak kenderaan pengangkutan kereta api pinggir bandar dan bandar.

Penggunaan bahagian struktur profil aluminium tersemperit bermula pada awal 1970-an. Pada masa itu, kemajuan saintifik dan teknologi dalam aplikasi profil aluminium telah memungkinkan untuk membuat komponen aluminium mengikut bentuk dan saiz yang diperlukan. Komponen aluminium ini telah digunakan untuk badan kereta api yang condong di Britain. Walau bagaimanapun, pada masa itu, penggunaan komponen aluminium tersemperit tidak menghasilkan manfaat yang besar, iaitu, harga bahan yang lebih tinggi tidak diberi pampasan untuk pengurangan beban kerja pembuatan. Pada masa itu, penggunaan bahagian struktur bersaiz besar hanya mengurangkan beban kerja pengeluaran badan kereta sebanyak 40%, dan mengurangkan berat badan kereta sepanjang 26m kepada 7.5t, manakala berat mati badan kereta keluli sepanjang 26m adalah 11T. Pada tahun 1970-an, jabatan kereta api memberi perhatian lebih kepada pengiraan jumlah kos keseluruhan hayat perkhidmatan kenderaan (kos pembelian ditambah kos operasi dan penyelenggaraan). Mereka menyedari bahawa penggunaan tenaga daya tarikan kereta api mesti dikekalkan pada tahap yang sama, yang sebahagian besarnya bergantung kepada berat diri rolling stock.

Kemudian, beberapa langkah teknikal dan teknologi baru, yang paling penting yang dicapai pada pertengahan tahun 1980-an, seperti penggunaan kaedah penyemperitan bahagian struktur bersaiz besar shell dua lapisan, yang mengurangkan keperluan untuk pemasangan melintang kepada minimum, seterusnya mengurangkan masa pengeluaran badan aluminium kenderaan, dikurangkan sebanyak 50% berbanding dengan kenderaan keluli, dan ia telah mungkin untuk membuat badan silinder dua lapisan mengikut kaedah konvensional, dan kemudian pembukaan lubang tingkap Operasi kimpalan semuanya selesai dalam proses operasi teknikal bersatu, hanya sebahagiannya menggunakan teknologi dan peralatan robot.

Sekarang, apabila jabatan kereta api secara beransur-ansur dan lebih mengurangkan penyertaan mereka dalam pembangunan kenderaan baru dan melaksanakan dasar pembelian untuk mengurangkan kos pembuatan awal dan perbelanjaan operasi masa depan, pengeluar mempunyai kebebasan yang lebih besar dalam menggunakan struktur dan bahan baru untuk memenuhi keperluan teknikal pelanggan dan menyesuaikan diri dengan trend pembangunan pasaran. Bahagian struktur profil aluminium yang tersemperit juga mempunyai kelebihan lain dalam memenuhi beberapa keperluan ketat untuk struktur kenderaan. Sebagai contoh, kekakuan struktur penyemperitan shell dua lapisan boleh memastikan bahawa kesan aerodinamik yang dihasilkan apabila kereta api berkelajuan tinggi bertemu mempunyai kekuatan impak khas. Satu lagi ciri penting badan kereta dengan struktur ini ialah kekakuan membujur yang hebat. Nisbah kekakuan membujur dan melintang boleh mencapai 70:30, manakala nisbah badan kereta keluli ialah 40:60. Di samping itu, profil aluminium juga boleh memenuhi keperluan bentuk luaran yang baik, tanpa menggunakan pengisi dan banyak kerja manual. Sebagai contoh, untuk beberapa model Kereta Api Persekutuan Jerman, kerana tiada pengisi digunakan, selepas pengiraan, bersama-sama dengan salutan cat, berat diri boleh menjadi 500kg.

Penggunaan bahagian struktur profil aluminium tersemperit juga menjadikan pengeluar kenderaan menghadapi tugas yang kompleks. Mereka mesti mencari keseimbangan antara buruh dan harga bahan, dan membuat pereka berusaha untuk mencapai keseimbangan ini. Perlu dijelaskan bahawa bahan hanya satu faktor dalam keseluruhan konsep. Proses pengeluaran dan proses teknikal yang diterima pakai juga harus dirumuskan secara terperinci untuk menjadikannya mematuhi kapasiti pengeluaran perusahaan dan keseimbangan dengan pelaburan.

Sebagai contoh, bagi kebanyakan syarikat pembuatan mesin, meminimumkan rizab cara pengeluaran adalah keutamaan. Pilihan bahan dan proses oleh pereka mempunyai kesan yang signifikan terhadap perkara ini. ABB mempunyai barisan pengeluaran yang boleh menghasilkan 8 kenderaan dengan badan aluminium setiap minggu, yang mengurangkan jumlah kos penyimpanan bahan sebanyak 8%. Walau bagaimanapun, baki ini mudah dimusnahkan kerana perubahan dalam proses teknikal yang disebabkan oleh penggunaan bahan. Sebagai contoh, apabila peralihan dari kimpalan ke ikatan memerlukan lebih banyak rizab harian untuk mengimbangi masa yang banyak yang diperlukan untuk pengerasan ikatan.

Satu lagi pembekal utama profil aluminium untuk pembuatan stok rolling adalah syarikat VAW Jerman. Para pemimpin syarikat meramalkan bahawa terdapat trend pembangunan yang hebat dalam penyeragaman struktur kenderaan dan penggunaan kaedah reka bentuk modul (trend ini telah diperkuat kerana permintaan pasaran, jadi ia mempunyai sokongan pengeluar), dan percaya bahawa memandangkan permintaan pasaran untuk serantauisasi pengangkutan kereta api tempatan di Jerman, sesetengah syarikat swasta akan memberi perhatian lebih kepada menggunakan struktur modul standard untuk memenuhi keperluan pesanan individu ke tahap yang lebih tinggi. Pada masa ini, pelbagai pengeluar lokomotif dan kenderaan Eropah mempunyai sejumlah besar idea reka bentuk, dan idea-idea ini berdasarkan reka bentuk modul. Transformasi kepada penyeragaman dan modulariti ini memberi manfaat kepada kedua-dua pengeluar dan pengguna. Pengembangan penggunaan profil aluminium dalam pembuatan kenderaan akan mengurangkan kitaran pengeluaran kerana penggunaan kimpalan automatik yang lebih luas.

Ia juga jelas bahawa kenderaan badan aluminium yang dikimpal mempunyai rintangan beban hentaman tinggi, yang kondusif untuk meningkatkan keselamatan memandu. ABB melabur 1 juta pound untuk mengatur dan menjalankan ujian pemusnahan struktur aluminium, dan memperoleh memuaskan dan yang lebih penting, hasil ujian yang diharapkan. Syarikat itu juga telah mengumpulkan pengalaman praktikal yang berharga dalam membaiki kaedah kesalahan kenderaan kemalangan. Pada awal tahun 1994, ujian kerosakan pada sampel ujian kereta penumpang dua dek kereta api tgv-2n yang dipesan oleh GEC Alstom di Perancis membuktikan bahawa apabila daya impak adalah 250t, disebabkan oleh tenaga impak yang diserap sebanyak 8mj, struktur itu telah diekstrusi untuk sejumlah 80cm, dan badan aluminium kekal utuh secara keseluruhan.

Pada masa yang sama, pengiktirafan kelebihan badan kereta aluminium bukan tanpa masalah. Pengeluar lokomotif dan kenderaan badan keluli menyatakan kebimbangan tentang penekanan pada aluminium dalam proses pembuatan kereta api ais di Jerman, dan menjalankan kajian untuk mengesahkan keunggulan keluli pada tahun 1994. Walau bagaimanapun, seperti dahulu, penggunaan struktur keluli membawa kepada peningkatan kira-kira 20% dalam berat badan kereta yang mati.