การวิจัยการประยุกต์ใช้โลหะผสมอลูมิเนียมบนรถบรรทุกแบบกล่อง

1.บทนำ

การพัฒนาวัสดุน้ำหนักเบาสำหรับรถยนต์เริ่มต้นขึ้นในประเทศที่พัฒนาแล้ว และในช่วงแรกนำโดยบริษัทยักษ์ใหญ่ด้านยานยนต์แบบดั้งเดิม ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จึงได้รับแรงผลักดันอย่างมาก นับตั้งแต่ที่ชาวอินเดียเริ่มใช้โลหะผสมอลูมิเนียมในการผลิตเพลาข้อเหวี่ยงรถยนต์เป็นครั้งแรก จนกระทั่งการผลิตรถยนต์อะลูมิเนียมทั้งหมดจำนวนมากครั้งแรกของ Audi ในปี พ.ศ. 2542 โลหะผสมอลูมิเนียมได้เติบโตอย่างแข็งแกร่งในการใช้งานด้านยานยนต์ เนื่องจากข้อดีต่างๆ เช่น ความหนาแน่นต่ำ ความแข็งแรงจำเพาะและความแข็งสูง ความยืดหยุ่นและความทนทานต่อแรงกระแทกที่ดี ความสามารถในการรีไซเคิลสูง และอัตราการสร้างใหม่ที่สูง ภายในปี พ.ศ. 2558 สัดส่วนการใช้โลหะผสมอลูมิเนียมในรถยนต์ได้เกิน 35% แล้ว

การพัฒนายานยนต์น้ำหนักเบาของจีนเริ่มต้นขึ้นเมื่อไม่ถึง 10 ปีก่อน โดยทั้งเทคโนโลยีและระดับการใช้งานยังคงตามหลังประเทศที่พัฒนาแล้วอย่างเยอรมนี สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่น อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนายานยนต์พลังงานใหม่ วัสดุน้ำหนักเบาจึงก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว ด้วยการเติบโตของยานยนต์พลังงานใหม่ เทคโนโลยียานยนต์น้ำหนักเบาของจีนจึงแสดงให้เห็นถึงแนวโน้มที่จะไล่ตามทันประเทศที่พัฒนาแล้ว

ตลาดวัสดุน้ำหนักเบาของจีนนั้นกว้างใหญ่ ในด้านหนึ่ง เมื่อเทียบกับประเทศที่พัฒนาแล้วในต่างประเทศ เทคโนโลยีน้ำหนักเบาของจีนเริ่มต้นค่อนข้างช้า และน้ำหนักบรรทุกโดยรวมของรถยนต์ก็สูงกว่า เมื่อพิจารณาจากสัดส่วนวัสดุน้ำหนักเบาในต่างประเทศแล้ว จีนยังมีช่องว่างอีกมากสำหรับการพัฒนา ในทางกลับกัน การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมรถยนต์พลังงานใหม่ของจีนจะกระตุ้นความต้องการวัสดุน้ำหนักเบาและกระตุ้นให้บริษัทรถยนต์หันมาใช้วัสดุน้ำหนักเบามากขึ้น โดยได้รับแรงผลักดันจากนโยบายต่างๆ

การปรับปรุงมาตรฐานการปล่อยมลพิษและการใช้เชื้อเพลิงกำลังผลักดันให้รถยนต์มีน้ำหนักเบาขึ้น จีนได้นำมาตรฐานการปล่อยมลพิษ China VI มาใช้อย่างเต็มรูปแบบในปี พ.ศ. 2563 ตาม “วิธีการประเมินและตัวชี้วัดการใช้เชื้อเพลิงของรถยนต์นั่งส่วนบุคคล” และ “แผนงานเทคโนโลยีการประหยัดพลังงานและยานยนต์พลังงานใหม่” กำหนดมาตรฐานการใช้เชื้อเพลิง 5.0 ลิตร/กิโลเมตร เมื่อพิจารณาถึงพื้นที่จำกัดสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีเครื่องยนต์และการลดการปล่อยมลพิษที่สำคัญ การใช้มาตรการต่างๆ กับส่วนประกอบยานยนต์ที่มีน้ำหนักเบาสามารถลดการปล่อยมลพิษและการใช้เชื้อเพลิงของรถยนต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การลดการใช้เชื้อเพลิงของรถยนต์พลังงานใหม่ให้มีน้ำหนักเบาได้กลายเป็นเส้นทางสำคัญสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรม

ในปี 2559 สมาคมวิศวกรรมยานยนต์จีนได้ออก “แผนงานเทคโนโลยียานยนต์ประหยัดพลังงานและพลังงานใหม่” ซึ่งวางแผนปัจจัยต่างๆ เช่น การใช้พลังงาน ระยะทางขับขี่ และวัสดุการผลิตสำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ ตั้งแต่ปี 2563 ถึง 2573 น้ำหนักเบาจะเป็นทิศทางสำคัญสำหรับการพัฒนารถยนต์พลังงานใหม่ในอนาคต น้ำหนักเบาสามารถเพิ่มระยะทางขับขี่และแก้ไขปัญหา “ความกังวลเรื่องระยะทาง” ในรถยนต์พลังงานใหม่ ด้วยความต้องการระยะทางขับขี่ที่เพิ่มขึ้น การเพิ่มน้ำหนักเบาในรถยนต์จึงกลายเป็นเรื่องเร่งด่วน และยอดขายรถยนต์พลังงานใหม่ก็เติบโตอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตามข้อกำหนดของระบบคะแนนและ “แผนพัฒนาอุตสาหกรรมยานยนต์ระยะกลางถึงระยะยาว” คาดการณ์ว่าภายในปี 2568 ยอดขายรถยนต์พลังงานใหม่ของจีนจะเกิน 6 ล้านคัน โดยมีอัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้นมากกว่า 38%

2.คุณลักษณะและการใช้งานของโลหะผสมอลูมิเนียม

2.1 ลักษณะของโลหะผสมอลูมิเนียม

อะลูมิเนียมมีความหนาแน่นสูงกว่าเหล็กถึงหนึ่งในสาม ทำให้มีน้ำหนักเบากว่า มีความแข็งแรงจำเพาะสูงกว่า ความสามารถในการรีดขึ้นรูปที่ดี ทนต่อการกัดกร่อนสูง และสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ อะลูมิเนียมอัลลอยด์มีลักษณะเด่นคือประกอบด้วยแมกนีเซียมเป็นหลัก ทนความร้อนได้ดี มีคุณสมบัติในการเชื่อมที่ดี มีความแข็งแรงต่อความล้าสูง ไม่สามารถเสริมความแข็งแรงด้วยการอบชุบด้วยความร้อน และสามารถเพิ่มความแข็งแรงได้ด้วยการขึ้นรูปเย็น อะลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 6 มีลักษณะเด่นคือประกอบด้วยแมกนีเซียมและซิลิคอนเป็นหลัก โดยมี Mg2Si เป็นส่วนประกอบหลักในการเสริมความแข็งแรง โลหะผสมที่นิยมใช้มากที่สุดในกลุ่มนี้ ได้แก่ 6063, 6061 และ 6005A แผ่นอะลูมิเนียม 5052 เป็นแผ่นอะลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ AL-Mg โดยมีแมกนีเซียมเป็นองค์ประกอบหลัก เป็นโลหะผสมอลูมิเนียมป้องกันสนิมที่นิยมใช้มากที่สุด โลหะผสมนี้มีความแข็งแรงสูง ทนต่อความล้าสูง มีความยืดหยุ่นและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ไม่สามารถเสริมความแข็งแรงด้วยการอบชุบด้วยความร้อนได้ มีความยืดหยุ่นที่ดีในการชุบแข็งแบบกึ่งเย็น มีความยืดหยุ่นต่ำในการชุบแข็งแบบเย็น ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และมีคุณสมบัติการเชื่อมที่ดี โลหะผสมนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับส่วนประกอบต่างๆ เช่น แผงด้านข้าง ฝาครอบหลังคา และแผงประตู โลหะผสมอลูมิเนียม 6063 เป็นโลหะผสมเสริมความแข็งแรงที่สามารถอบชุบด้วยความร้อนได้ในกลุ่ม AL-Mg-Si โดยมีแมกนีเซียมและซิลิกอนเป็นองค์ประกอบหลัก เป็นโลหะผสมเสริมความแข็งแรงที่สามารถอบชุบด้วยความร้อนได้ มีความแข็งแรงปานกลาง ส่วนใหญ่ใช้ในส่วนประกอบโครงสร้าง เช่น เสาและแผงด้านข้างเพื่อเพิ่มความแข็งแรง ตารางที่ 1 แสดงข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับเกรดโลหะผสมอลูมิเนียม

2.2 การอัดรีดเป็นวิธีการขึ้นรูปโลหะผสมอลูมิเนียมที่สำคัญ

การอัดรีดโลหะผสมอะลูมิเนียมเป็นวิธีการขึ้นรูปร้อน และกระบวนการผลิตทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการขึ้นรูปโลหะผสมอะลูมิเนียมภายใต้แรงอัดสามทาง กระบวนการผลิตทั้งหมดสามารถอธิบายได้ดังนี้: ก. อะลูมิเนียมและโลหะผสมอื่นๆ จะถูกหลอมและหล่อเป็นแท่งโลหะผสมอะลูมิเนียมตามที่ต้องการ ข. แท่งโลหะผสมอะลูมิเนียมที่ผ่านการอุ่นร้อนแล้วจะถูกนำไปใส่ในอุปกรณ์อัดรีดเพื่ออัดรีด ภายใต้การทำงานของกระบอกสูบหลัก แท่งโลหะผสมอะลูมิเนียมจะถูกขึ้นรูปเป็นโปรไฟล์ตามที่ต้องการผ่านโพรงของแม่พิมพ์ ค. เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของโปรไฟล์อะลูมิเนียม การบำบัดด้วยสารละลายจะดำเนินการระหว่างหรือหลังการอัดรีด ตามด้วยการบ่ม สมบัติเชิงกลหลังการบ่มจะแตกต่างกันไปตามวัสดุและกระบวนการบ่มที่แตกต่างกัน สถานะการอบชุบด้วยความร้อนของโปรไฟล์รถบรรทุกแบบกล่องแสดงไว้ในตารางที่ 2

ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการรีดโลหะผสมอลูมิเนียมมีข้อได้เปรียบเหนือวิธีการขึ้นรูปอื่นๆ หลายประการ:

ก. ในระหว่างการอัดขึ้นรูป โลหะที่อัดขึ้นรูปจะได้รับแรงอัดสามทางที่แข็งแรงและสม่ำเสมอมากขึ้นในบริเวณที่เกิดการเสียรูปมากกว่าการรีดและการตีขึ้นรูป จึงสามารถแสดงคุณสมบัติความเป็นพลาสติกของโลหะที่ผ่านกระบวนการได้อย่างเต็มที่ โลหะที่ผ่านการรีดขึ้นรูปนี้สามารถใช้แปรรูปโลหะที่เสียรูปได้ยากซึ่งไม่สามารถแปรรูปได้ด้วยการรีดหรือการตีขึ้นรูป และสามารถใช้ผลิตชิ้นส่วนกลวงหรือชิ้นส่วนทึบที่มีความซับซ้อนหลากหลายชนิดได้

ข. เนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตของโปรไฟล์อลูมิเนียมสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ส่วนประกอบต่างๆ จึงมีความแข็งสูง ซึ่งสามารถปรับปรุงความแข็งแกร่งของตัวถังรถยนต์ ลดคุณสมบัติ NVH และปรับปรุงลักษณะการควบคุมแบบไดนามิกของรถยนต์

c. ผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพการอัดรีด หลังจากการดับและการบ่ม จะมีความแข็งแรงตามยาว (R, Raz) สูงกว่าผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการแปรรูปด้วยวิธีอื่นอย่างมีนัยสำคัญ

d. พื้นผิวของผลิตภัณฑ์หลังการอัดรีดจะมีสีที่ดีและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี จึงไม่จำเป็นต้องมีการเคลือบผิวป้องกันการกัดกร่อนอื่นๆ

การประมวลผลด้วยการอัดรีดมีความยืดหยุ่นสูง ต้นทุนเครื่องมือและแม่พิมพ์ต่ำ และต้นทุนการเปลี่ยนแปลงการออกแบบต่ำ

f. เนื่องจากสามารถควบคุมหน้าตัดโปรไฟล์อลูมิเนียมได้ จึงสามารถเพิ่มระดับการรวมส่วนประกอบ ลดจำนวนส่วนประกอบ และการออกแบบหน้าตัดที่แตกต่างกันสามารถกำหนดตำแหน่งการเชื่อมได้อย่างแม่นยำ

ตารางที่ 3 แสดงการเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่างโปรไฟล์อลูมิเนียมรีดขึ้นรูปสำหรับรถบรรทุกแบบกล่องและเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา

ทิศทางการพัฒนาต่อไปของโปรไฟล์อลูมิเนียมอัลลอยด์สำหรับรถบรรทุกแบบกล่อง: การพัฒนาความแข็งแรงของโปรไฟล์และประสิทธิภาพการอัดรีดที่ดีขึ้น ทิศทางการวิจัยวัสดุใหม่สำหรับโปรไฟล์อลูมิเนียมอัลลอยด์สำหรับรถบรรทุกแบบกล่องแสดงไว้ในรูปที่ 1

3.โครงสร้างรถบรรทุกกล่องอลูมิเนียมอัลลอยด์ การวิเคราะห์ความแข็งแรง และการตรวจสอบ

3.1 โครงสร้างรถบรรทุกกล่องโลหะผสมอลูมิเนียม

ตู้คอนเทนเนอร์แบบตู้บรรทุกประกอบด้วยชุดแผงด้านหน้า ชุดแผงด้านข้างซ้ายและขวา ชุดแผงด้านข้างประตูหลัง ชุดพื้น ชุดหลังคา รวมถึงสลักเกลียวรูปตัวยู บังโคลนด้านข้าง บังโคลนด้านหลัง และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ ที่เชื่อมต่อกับแชสซีส์ชั้นสอง คานขวาง เสา คานด้านข้าง และแผงประตูของตัวถังทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์รีดขึ้นรูป ส่วนแผงพื้นและหลังคาทำจากแผ่นอลูมิเนียมอัลลอยด์ 5052 โครงสร้างของตู้คอนเทนเนอร์แบบตู้บรรทุกแสดงไว้ในรูปที่ 2

การใช้กระบวนการรีดร้อนของอลูมิเนียมอัลลอยด์ซีรีส์ 6 สามารถสร้างหน้าตัดกลวงที่ซับซ้อนได้ การออกแบบโปรไฟล์อลูมิเนียมที่มีหน้าตัดซับซ้อนช่วยประหยัดวัสดุ ตอบสนองความต้องการด้านความแข็งแรงและความแข็งของผลิตภัณฑ์ และตอบสนองความต้องการการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ดังนั้น โครงสร้างการออกแบบคานหลัก โมเมนต์ความเฉื่อย I และโมเมนต์ต้านทาน W ของหน้าตัดจึงแสดงในรูปที่ 3

การเปรียบเทียบข้อมูลหลักในตารางที่ 4 แสดงให้เห็นว่าโมเมนต์ความเฉื่อยและโมเมนต์ต้านทานของโปรไฟล์อะลูมิเนียมที่ออกแบบไว้นั้นดีกว่าข้อมูลที่สอดคล้องกันของโปรไฟล์คานเหล็ก ค่าสัมประสิทธิ์ความแข็งมีค่าใกล้เคียงกับค่าของโปรไฟล์คานเหล็กที่สอดคล้องกัน และทั้งหมดเป็นไปตามข้อกำหนดด้านการเสียรูป

3.2 การคำนวณความเค้นสูงสุด

โดยใช้ส่วนประกอบหลักที่รับน้ำหนัก คือ คานขวาง เป็นวัตถุ คำนวณหาแรงสูงสุด น้ำหนักบรรทุกที่กำหนดคือ 1.5 ตัน และคานขวางทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063-T6 ที่มีคุณสมบัติเชิงกลดังแสดงในตารางที่ 5 คานถูกออกแบบให้เรียบง่ายเป็นโครงสร้างคานยื่นเพื่อการคำนวณแรง ดังแสดงในรูปที่ 4

เมื่อใช้คานที่มีช่วงคาน 344 มม. จะสามารถคำนวณภาระอัดบนคานได้เป็น F = 3757 N โดยอ้างอิงจาก 4.5 ตัน ซึ่งมากกว่าภาระคงที่มาตรฐานสามเท่า q = F/L

โดยที่ q คือ ความเค้นภายในของคานภายใต้ภาระ N/มม. F คือ ภาระที่คานรับ คำนวณจากภาระสถิตมาตรฐาน 3 เท่า ซึ่งคือ 4.5 ตัน L คือความยาวของคาน มม.

ดังนั้นความเค้นภายใน q คือ:

สูตรการคำนวณความเครียดมีดังนี้:

โมเมนต์สูงสุดคือ:

โดยพิจารณาค่าสัมบูรณ์ของโมเมนต์ M=274283 N·mm ความเค้นสูงสุด σ=M/(1.05×w)=18.78 MPa และค่าความเค้นสูงสุด σ<215 MPa ซึ่งตรงตามข้อกำหนด

3.3 ลักษณะการเชื่อมต่อของส่วนประกอบต่างๆ

โลหะผสมอลูมิเนียมมีคุณสมบัติการเชื่อมต่ำ และมีความแข็งแรงจุดเชื่อมเพียง 60% ของความแข็งแรงของวัสดุพื้นฐาน เนื่องจากมีชั้น Al2O3 เคลือบอยู่บนพื้นผิวโลหะผสมอลูมิเนียม ทำให้จุดหลอมเหลวของ Al2O3 สูง ในขณะที่จุดหลอมเหลวของอลูมิเนียมต่ำ เมื่อเชื่อมโลหะผสมอลูมิเนียม จำเป็นต้องทำให้ Al2O3 บนพื้นผิวแตกออกอย่างรวดเร็วเพื่อทำการเชื่อม ในขณะเดียวกัน เศษ Al2O3 จะยังคงอยู่ในสารละลายโลหะผสมอลูมิเนียม ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อโครงสร้างโลหะผสมอลูมิเนียมและลดความแข็งแรงของจุดเชื่อม ดังนั้น เมื่อออกแบบภาชนะอะลูมิเนียมทั้งหมด จึงพิจารณาคุณสมบัติเหล่านี้อย่างถี่ถ้วน การเชื่อมเป็นวิธีหลักในการวางตำแหน่ง และส่วนประกอบรับน้ำหนักหลักจะเชื่อมต่อกันด้วยสลักเกลียว การเชื่อมต่อ เช่น การตอกหมุดและโครงสร้างแบบหางเหยี่ยว แสดงในรูปที่ 5 และ 6

โครงสร้างหลักของตัวกล่องอะลูมิเนียมทั้งหมดใช้โครงสร้างที่มีคานแนวนอน เสาแนวตั้ง คานด้านข้าง และคานขอบเชื่อมต่อกัน มีจุดเชื่อมต่อสี่จุดระหว่างคานแนวนอนและเสาแนวตั้งแต่ละจุด จุดเชื่อมต่อติดตั้งด้วยปะเก็นหยักเพื่อให้เข้ากับขอบหยักของคานแนวนอน ป้องกันการเลื่อนไหลได้อย่างมีประสิทธิภาพ จุดมุมทั้งแปดจุดเชื่อมต่อส่วนใหญ่ด้วยแกนเหล็ก ยึดด้วยสลักเกลียวและหมุดย้ำแบบล็อคอัตโนมัติ และเสริมความแข็งแรงด้วยแผ่นอลูมิเนียมสามเหลี่ยมขนาด 5 มม. ที่เชื่อมภายในกล่องเพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับตำแหน่งมุมภายใน รูปลักษณ์ภายนอกของกล่องไม่มีจุดเชื่อมหรือจุดเชื่อมต่อที่โผล่ออกมา ทำให้มั่นใจได้ถึงรูปลักษณ์โดยรวมของกล่อง

3.4 เทคโนโลยีวิศวกรรมซิงโครนัส SE

เทคโนโลยีวิศวกรรมแบบซิงโครนัส SE ถูกนำมาใช้เพื่อแก้ปัญหาที่เกิดจากความคลาดเคลื่อนของขนาดสะสมขนาดใหญ่สำหรับการจับคู่ส่วนประกอบภายในกล่อง และปัญหาในการค้นหาสาเหตุของช่องว่างและความเรียบที่ผิดพลาด การวิเคราะห์ CAE (ดูรูปที่ 7-8) จะทำการวิเคราะห์เปรียบเทียบกับกล่องเหล็ก เพื่อตรวจสอบความแข็งแรงและความแข็งโดยรวมของกล่อง ค้นหาจุดอ่อน และดำเนินมาตรการเพื่อปรับให้เหมาะสมและปรับปรุงรูปแบบการออกแบบให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น

4. เอฟเฟกต์น้ำหนักเบาของรถบรรทุกกล่องโลหะผสมอลูมิเนียม

นอกจากตัวตู้แล้ว โลหะผสมอลูมิเนียมยังสามารถใช้ทดแทนเหล็กสำหรับส่วนประกอบต่างๆ ของตู้คอนเทนเนอร์แบบกล่อง เช่น บังโคลน บังโคลนท้าย บังโคลนด้านข้าง กลอนประตู บานพับประตู และขอบกันชนท้าย ส่งผลให้น้ำหนักห้องเก็บสัมภาระลดลง 30% ถึง 40% ตารางที่ 6 แสดงผลของการลดน้ำหนักสำหรับตู้คอนเทนเนอร์เปล่าขนาด 4080 มม. × 2300 มม. × 2200 มม. ซึ่งช่วยแก้ปัญหาน้ำหนักเกิน การไม่ปฏิบัติตามประกาศ และความเสี่ยงด้านกฎระเบียบของห้องเก็บสัมภาระที่ทำจากเหล็กแบบดั้งเดิมได้อย่างแท้จริง

การแทนที่เหล็กกล้าแบบเดิมด้วยโลหะผสมอะลูมิเนียมสำหรับชิ้นส่วนยานยนต์ ไม่เพียงแต่ช่วยให้เกิดประสิทธิภาพในการลดน้ำหนักที่ดีเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังช่วยประหยัดเชื้อเพลิง ลดการปล่อยมลพิษ และปรับปรุงสมรรถนะของรถยนต์อีกด้วย ปัจจุบันมีความคิดเห็นที่หลากหลายเกี่ยวกับบทบาทของน้ำหนักเบาในการประหยัดเชื้อเพลิง ผลการวิจัยของสถาบันอะลูมิเนียมนานาชาติ (International Aluminium Institute) แสดงไว้ในรูปที่ 9 การลดน้ำหนักรถยนต์ทุกๆ 10% สามารถลดการใช้เชื้อเพลิงได้ 6% ถึง 8% จากสถิติภายในประเทศ การลดน้ำหนักรถยนต์นั่งส่วนบุคคลลง 100 กิโลกรัม สามารถลดการใช้เชื้อเพลิงได้ 0.4 ลิตร/100 กิโลเมตร บทบาทของน้ำหนักเบาในการประหยัดเชื้อเพลิงนั้นขึ้นอยู่กับผลการวิจัยจากวิธีการวิจัยที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงมีความแตกต่างกันอยู่บ้าง อย่างไรก็ตาม การลดน้ำหนักในรถยนต์มีผลกระทบอย่างมากต่อการลดการใช้เชื้อเพลิง

สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า การลดน้ำหนักนั้นยิ่งเด่นชัดมากขึ้น ปัจจุบัน ความหนาแน่นพลังงานต่อหน่วยของแบตเตอรี่พลังงานไฟฟ้าของรถยนต์ไฟฟ้ามีความแตกต่างอย่างมากจากรถยนต์เชื้อเพลิงเหลวแบบดั้งเดิม น้ำหนักของระบบพลังงาน (รวมถึงแบตเตอรี่) ของรถยนต์ไฟฟ้ามักคิดเป็น 20% ถึง 30% ของน้ำหนักรถยนต์ทั้งหมด ขณะเดียวกัน การก้าวข้ามข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ก็เป็นความท้าทายระดับโลก ก่อนที่จะมีความก้าวหน้าครั้งสำคัญในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูง การลดน้ำหนักเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงระยะการเดินทางของรถยนต์ไฟฟ้า การลดน้ำหนักทุกๆ 100 กิโลกรัม จะสามารถเพิ่มระยะการเดินทางของรถยนต์ไฟฟ้าได้ 6% ถึง 11% (ความสัมพันธ์ระหว่างการลดน้ำหนักและระยะการเดินทางแสดงในรูปที่ 10) ปัจจุบัน ระยะการเดินทางของรถยนต์ไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวยังไม่สามารถตอบสนองความต้องการของคนส่วนใหญ่ได้ แต่การลดน้ำหนักลงเล็กน้อยสามารถปรับปรุงระยะการเดินทางได้อย่างมีนัยสำคัญ ลดความกังวลเกี่ยวกับระยะการเดินทาง และปรับปรุงประสบการณ์การใช้งานของผู้ใช้

5.บทสรุป

นอกจากโครงสร้างอะลูมิเนียมทั้งหมดของรถบรรทุกตู้บรรทุกสินค้าที่ทำจากอะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่แนะนำในบทความนี้แล้ว ยังมีรถบรรทุกตู้บรรทุกสินค้าอีกหลายประเภท เช่น แผงรังผึ้งอะลูมิเนียม แผ่นหัวเข็มขัดอะลูมิเนียม โครงอะลูมิเนียม + ผิวอะลูมิเนียม และตู้บรรทุกสินค้าแบบไฮบริดเหล็ก-อะลูมิเนียม ตู้บรรทุกสินค้าเหล่านี้มีข้อดีคือน้ำหนักเบา ความแข็งแรงจำเพาะสูง ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี และไม่จำเป็นต้องใช้สีอิเล็กโทรโฟเรติกเพื่อป้องกันการกัดกร่อน จึงช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากสีอิเล็กโทรโฟเรติก รถบรรทุกตู้บรรทุกสินค้าที่ทำจากอะลูมิเนียมอัลลอยด์ช่วยแก้ปัญหาน้ำหนักเกิน การไม่ปฏิบัติตามประกาศ และความเสี่ยงด้านกฎระเบียบของตู้บรรทุกสินค้าที่ทำจากเหล็กแบบดั้งเดิมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การอัดรีดเป็นวิธีการประมวลผลที่สำคัญสำหรับโลหะผสมอลูมิเนียม และโปรไฟล์อลูมิเนียมมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม ทำให้มีความแข็งของหน้าตัดค่อนข้างสูง เนื่องจากหน้าตัดที่มีความหลากหลาย อลูมิเนียมอัลลอยด์จึงสามารถรวมฟังก์ชันการใช้งานของส่วนประกอบต่างๆ เข้าด้วยกันได้ ทำให้เป็นวัสดุที่ดีสำหรับการลดน้ำหนักในยานยนต์ อย่างไรก็ตาม การใช้งานโลหะผสมอลูมิเนียมอย่างแพร่หลายต้องเผชิญกับความท้าทายต่างๆ เช่น ความสามารถในการออกแบบที่ไม่เพียงพอสำหรับห้องเก็บสัมภาระของโลหะผสมอลูมิเนียม ปัญหาในการขึ้นรูปและการเชื่อม และต้นทุนการพัฒนาและส่งเสริมการขายผลิตภัณฑ์ใหม่ที่สูง เหตุผลหลักยังคงเป็นว่าโลหะผสมอลูมิเนียมมีราคาแพงกว่าเหล็กก่อนที่ระบบนิเวศการรีไซเคิลโลหะผสมอลูมิเนียมจะสมบูรณ์

โดยสรุป ขอบเขตการใช้งานของโลหะผสมอะลูมิเนียมในรถยนต์จะกว้างขึ้น และมีแนวโน้มการใช้งานเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ด้วยแนวโน้มปัจจุบันของการประหยัดพลังงาน การลดการปล่อยมลพิษ และการพัฒนาอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ ด้วยความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับคุณสมบัติของโลหะผสมอะลูมิเนียมและแนวทางแก้ไขปัญหาการใช้งานโลหะผสมอะลูมิเนียมที่มีประสิทธิภาพ วัสดุอะลูมิเนียมอัดรีดจะถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายมากขึ้นในการลดน้ำหนักของยานยนต์

แก้ไขโดย May Jiang จาก MAT Aluminum