การวิจัยการประยุกต์ใช้โลหะผสมอลูมิเนียมบนรถบรรทุกประเภทกล่อง

1.บทนำ

น้ำหนักเบาสำหรับยานยนต์เริ่มต้นในประเทศที่พัฒนาแล้วและในช่วงแรกนั้นนำโดยยักษ์ใหญ่ด้านยานยนต์แบบดั้งเดิม ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ทำให้มีแรงผลักดันอย่างมาก นับตั้งแต่ที่ชาวอินเดียใช้โลหะผสมอลูมิเนียมเป็นครั้งแรกในการผลิตเพลาข้อเหวี่ยงของยานยนต์ จนกระทั่งถึงการผลิตรถยนต์อะลูมิเนียมทั้งหมดจำนวนมากครั้งแรกของ Audi ในปี 1999 โลหะผสมอลูมิเนียมได้เติบโตอย่างแข็งแกร่งในการใช้งานยานยนต์ เนื่องมาจากข้อดี เช่น ความหนาแน่นต่ำ ความแข็งแรงจำเพาะและความแข็งสูง ความยืดหยุ่นและทนต่อแรงกระแทกได้ดี ความสามารถในการรีไซเคิลสูง และอัตราการสร้างใหม่สูง ภายในปี 2015 สัดส่วนการใช้งานโลหะผสมอลูมิเนียมในรถยนต์ได้เกิน 35% แล้ว

การพัฒนารถยนต์น้ำหนักเบาของจีนเริ่มขึ้นเมื่อไม่ถึง 10 ปีที่แล้ว โดยทั้งเทคโนโลยีและระดับการใช้งานยังคงตามหลังประเทศที่พัฒนาแล้ว เช่น เยอรมนี สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่น อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาของรถยนต์พลังงานใหม่ วัสดุที่มีน้ำหนักเบาจึงก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีรถยนต์น้ำหนักเบาของจีนกำลังแสดงให้เห็นถึงแนวโน้มที่จะตามทันประเทศที่พัฒนาแล้ว โดยอาศัยการเติบโตของรถยนต์พลังงานใหม่

ตลาดวัสดุน้ำหนักเบาของจีนนั้นกว้างใหญ่ ในแง่หนึ่ง เมื่อเปรียบเทียบกับประเทศที่พัฒนาแล้วในต่างประเทศ เทคโนโลยีน้ำหนักเบาของจีนเริ่มช้า และน้ำหนักบรรทุกรวมของรถก็มากกว่า เมื่อพิจารณาจากมาตรฐานสัดส่วนวัสดุน้ำหนักเบาในต่างประเทศแล้ว จีนยังมีช่องว่างอีกมากสำหรับการพัฒนา ในอีกแง่หนึ่ง การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมรถยนต์พลังงานใหม่ของจีนจะกระตุ้นความต้องการวัสดุน้ำหนักเบาและกระตุ้นให้บริษัทผลิตรถยนต์หันมาใช้วัสดุน้ำหนักเบามากขึ้น โดยขับเคลื่อนด้วยนโยบายต่างๆ

การปรับปรุงมาตรฐานการปล่อยมลพิษและการบริโภคเชื้อเพลิงทำให้ต้องเร่งรัดให้รถยนต์มีน้ำหนักเบาขึ้น จีนได้นำมาตรฐานการปล่อยมลพิษจีน VI มาใช้เต็มรูปแบบในปี 2020 ตาม “วิธีการประเมินและตัวชี้วัดการบริโภคเชื้อเพลิงของรถยนต์นั่งส่วนบุคคล” และ “แผนงานเทคโนโลยียานยนต์ประหยัดพลังงานและพลังงานใหม่” มาตรฐานการบริโภคเชื้อเพลิง 5.0 ลิตร/กม. เมื่อคำนึงถึงพื้นที่จำกัดสำหรับการพัฒนาครั้งสำคัญในเทคโนโลยีเครื่องยนต์และการลดการปล่อยมลพิษ การใช้มาตรการกับส่วนประกอบยานยนต์ที่มีน้ำหนักเบาสามารถลดการปล่อยมลพิษและการบริโภคเชื้อเพลิงของรถยนต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การทำให้รถยนต์พลังงานใหม่มีน้ำหนักเบาลงได้กลายเป็นเส้นทางสำคัญสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรม

ในปี 2016 สมาคมวิศวกรรมยานยนต์จีนได้ออก "แผนงานเทคโนโลยียานยนต์ประหยัดพลังงานและพลังงานใหม่" ซึ่งวางแผนปัจจัยต่างๆ เช่น การใช้พลังงาน ระยะทางในการเดินทาง และวัสดุการผลิตสำหรับยานยนต์พลังงานใหม่ตั้งแต่ปี 2020 ถึง 2030 น้ำหนักเบาจะเป็นทิศทางสำคัญสำหรับการพัฒนายานยนต์พลังงานใหม่ในอนาคต น้ำหนักเบาสามารถเพิ่มระยะทางในการเดินทางและแก้ไข "ความกังวลเรื่องระยะทาง" ในยานยนต์พลังงานใหม่ ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับระยะทางในการเดินทางที่ยาวนานขึ้น การเพิ่มน้ำหนักเบาให้กับยานยนต์จึงกลายเป็นเรื่องเร่งด่วน และยอดขายยานยนต์พลังงานใหม่ก็เติบโตขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตามข้อกำหนดของระบบคะแนนและ "แผนพัฒนาระยะกลางถึงระยะยาวสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์" คาดว่าภายในปี 2025 ยอดขายยานยนต์พลังงานใหม่ของจีนจะเกิน 6 ล้านคัน โดยมีอัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้นเกิน 38%

2.คุณลักษณะและการใช้งานของโลหะผสมอลูมิเนียม

2.1 คุณสมบัติของโลหะผสมอลูมิเนียม

ความหนาแน่นของอลูมิเนียมคือหนึ่งในสามของเหล็ก ทำให้มีน้ำหนักเบากว่า มีความแข็งแรงจำเพาะสูงกว่า มีความสามารถในการอัดรีดที่ดี ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และรีไซเคิลได้สูง โลหะผสมอลูมิเนียมมีลักษณะเฉพาะคือประกอบด้วยแมกนีเซียมเป็นหลัก ทนความร้อนได้ดี มีคุณสมบัติในการเชื่อมที่ดี มีความแข็งแรงต่อความล้าที่ดี ไม่สามารถเสริมความแข็งแรงด้วยการอบด้วยความร้อนได้ และสามารถเพิ่มความแข็งแรงผ่านการขึ้นรูปเย็นได้ ซีรีส์ 6 มีลักษณะเฉพาะคือประกอบด้วยแมกนีเซียมและซิลิกอนเป็นหลัก โดยมี Mg2Si เป็นเฟสเสริมความแข็งแรงหลัก โลหะผสมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในประเภทนี้ ได้แก่ 6063, 6061 และ 6005A แผ่นอลูมิเนียม 5052 เป็นแผ่นโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ AL-Mg ซึ่งมีแมกนีเซียมเป็นองค์ประกอบโลหะผสมหลัก ถือเป็นโลหะผสมอลูมิเนียมป้องกันสนิมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด โลหะผสมชนิดนี้มีความแข็งแรงสูง ทนต่อความล้าได้ดี มีความเป็นพลาสติกและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ไม่สามารถเสริมความแข็งแรงด้วยการอบชุบด้วยความร้อนได้ มีความเป็นพลาสติกที่ดีในการชุบแข็งแบบกึ่งเย็น มีความเป็นพลาสติกต่ำในการชุบแข็งแบบเย็น ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และมีคุณสมบัติในการเชื่อมที่ดี โลหะผสมชนิดนี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับส่วนประกอบต่างๆ เช่น แผงด้านข้าง ฝาครอบหลังคา และแผงประตู โลหะผสมอะลูมิเนียม 6063 เป็นโลหะผสมเสริมความแข็งแรงที่สามารถอบชุบด้วยความร้อนได้ในกลุ่ม AL-Mg-Si โดยมีแมกนีเซียมและซิลิกอนเป็นองค์ประกอบโลหะผสมหลัก เป็นโปรไฟล์โลหะผสมอะลูมิเนียมเสริมความแข็งแรงที่สามารถอบชุบด้วยความร้อนได้ โดยมีความแข็งแรงปานกลาง ใช้ในส่วนประกอบโครงสร้าง เช่น เสาและแผงด้านข้าง เพื่อเพิ่มความแข็งแรง ตารางที่ 1 แสดงข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับเกรดโลหะผสมอะลูมิเนียม

2.2 การอัดรีดเป็นวิธีการขึ้นรูปโลหะผสมอะลูมิเนียมที่สำคัญ

การอัดขึ้นรูปโลหะผสมอลูมิเนียมเป็นวิธีการขึ้นรูปร้อน และกระบวนการผลิตทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการขึ้นรูปโลหะผสมอลูมิเนียมภายใต้แรงอัดสามทาง กระบวนการผลิตทั้งหมดสามารถอธิบายได้ดังนี้: ก. อลูมิเนียมและโลหะผสมอื่น ๆ จะถูกหลอมและหล่อเป็นแท่งโลหะผสมอลูมิเนียมที่ต้องการ ข. แท่งโลหะผสมที่อุ่นไว้ล่วงหน้าจะถูกใส่ลงในอุปกรณ์การอัดขึ้นรูปเพื่ออัดขึ้นรูป ภายใต้การกระทำของกระบอกสูบหลัก แท่งโลหะผสมอลูมิเนียมจะถูกขึ้นรูปเป็นโปรไฟล์ที่ต้องการผ่านโพรงของแม่พิมพ์ ค. เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของโปรไฟล์อลูมิเนียม การบำบัดด้วยสารละลายจะดำเนินการระหว่างหรือหลังการอัดขึ้นรูป ตามด้วยการบำบัดแบบเก่า คุณสมบัติเชิงกลหลังการบำบัดแบบเก่าจะแตกต่างกันไปตามวัสดุและระบอบการเก่าที่แตกต่างกัน สถานะการอบชุบด้วยความร้อนของโปรไฟล์รถบรรทุกแบบกล่องแสดงอยู่ในตารางที่ 2

ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการอัดขึ้นรูปด้วยโลหะผสมอลูมิเนียมมีข้อได้เปรียบเหนือวิธีการขึ้นรูปอื่น ๆ หลายประการ:

ก. ในระหว่างการอัดขึ้นรูป โลหะที่อัดขึ้นรูปจะได้รับแรงกดสามทางที่แข็งแรงและสม่ำเสมอมากขึ้นในบริเวณที่เกิดการเสียรูปมากกว่าการรีดและการตีขึ้นรูป ดังนั้นจึงสามารถเล่นพลาสติกของโลหะที่ผ่านการแปรรูปได้อย่างเต็มที่ สามารถใช้แปรรูปโลหะที่เสียรูปได้ยากซึ่งไม่สามารถแปรรูปได้ด้วยการรีดหรือการตีขึ้นรูป และสามารถใช้ผลิตชิ้นส่วนที่มีหน้าตัดเป็นโพรงหรือทึบที่ซับซ้อนได้หลากหลาย

ข. เนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตของโปรไฟล์อลูมิเนียมสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ส่วนประกอบต่างๆ จึงมีความแข็งสูง ซึ่งสามารถปรับปรุงความแข็งแกร่งของตัวรถ ลดลักษณะ NVH และปรับปรุงลักษณะการควบคุมไดนามิกของรถ

c. ผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพในการอัดขึ้นรูป หลังจากการชุบแข็งและการบ่ม จะมีความแข็งแรงตามยาว (R, Raz) สูงกว่าผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการแปรรูปด้วยวิธีการอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ

d. พื้นผิวของผลิตภัณฑ์หลังการอัดรีดมีสีที่สวยงามและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี จึงไม่จำเป็นต้องมีการเคลือบผิวป้องกันการกัดกร่อนอื่นๆ

กระบวนการอัดรีดมีความยืดหยุ่นสูง ต้นทุนเครื่องมือและแม่พิมพ์ต่ำ และต้นทุนการเปลี่ยนแปลงการออกแบบต่ำ

เนื่องจากสามารถควบคุมหน้าตัดโปรไฟล์อลูมิเนียมได้ จึงสามารถเพิ่มระดับการรวมส่วนประกอบได้ ลดจำนวนส่วนประกอบได้ และการออกแบบหน้าตัดที่แตกต่างกันสามารถให้ตำแหน่งการเชื่อมที่แม่นยำได้

ตารางที่ 3 แสดงการเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่างโปรไฟล์อะลูมิเนียมรีดขึ้นรูปสำหรับรถบรรทุกประเภทกล่องและเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา

ทิศทางการพัฒนาต่อไปของโปรไฟล์อัลลอยด์อะลูมิเนียมสำหรับรถบรรทุกแบบกล่อง: การปรับปรุงความแข็งแรงของโปรไฟล์และเพิ่มประสิทธิภาพการอัดรีดเพิ่มเติม ทิศทางการวิจัยวัสดุใหม่สำหรับโปรไฟล์อัลลอยด์อะลูมิเนียมสำหรับรถบรรทุกแบบกล่องแสดงไว้ในรูปที่ 1

3.โครงสร้างรถบรรทุกกล่องโลหะผสมอลูมิเนียม การวิเคราะห์ความแข็งแรง และการตรวจสอบ

3.1 โครงสร้างรถบรรทุกกล่องโลหะผสมอลูมิเนียม

ตู้คอนเทนเนอร์แบบตู้บรรทุกประกอบด้วยชุดแผงด้านหน้า ชุดแผงด้านข้างซ้ายและขวา ชุดแผงด้านข้างประตูหลัง ชุดพื้น ชุดหลังคา รวมถึงสลักรูปตัว U แผงป้องกันด้านข้าง แผงป้องกันด้านหลัง แผ่นกันโคลน และอุปกรณ์เสริมอื่นๆ ที่เชื่อมต่อกับแชสซีส์ระดับสอง คานขวาง เสา คานด้านข้าง และแผงประตูของตู้บรรทุกทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์รีดขึ้นรูป ส่วนแผงพื้นและหลังคาทำจากแผ่นอลูมิเนียมอัลลอยด์ 5052 โครงสร้างของตู้บรรทุกอลูมิเนียมอัลลอยด์แสดงไว้ในรูปที่ 2

การใช้กระบวนการรีดร้อนของโลหะผสมอลูมิเนียมซีรีส์ 6 สามารถสร้างหน้าตัดกลวงที่ซับซ้อนได้ การออกแบบโปรไฟล์อลูมิเนียมที่มีหน้าตัดที่ซับซ้อนสามารถประหยัดวัสดุ ตอบสนองข้อกำหนดด้านความแข็งแรงและความแข็งของผลิตภัณฑ์ และตอบสนองข้อกำหนดในการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ดังนั้น โครงสร้างการออกแบบคานหลักและโมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัด I และโมเมนต์ต้านทาน W จึงแสดงไว้ในรูปที่ 3

การเปรียบเทียบข้อมูลหลักในตารางที่ 4 แสดงให้เห็นว่าโมเมนต์ความเฉื่อยและโมเมนต์ต้านทานของโปรไฟล์อลูมิเนียมที่ออกแบบไว้ดีกว่าข้อมูลที่สอดคล้องกันของโปรไฟล์คานเหล็ก ข้อมูลค่าสัมประสิทธิ์ความแข็งจะเกือบเท่ากันกับข้อมูลของโปรไฟล์คานเหล็กที่เกี่ยวข้อง และทั้งหมดก็ตรงตามข้อกำหนดการเสียรูป

3.2 การคำนวณความเค้นสูงสุด

โดยใช้ส่วนประกอบหลักที่รับน้ำหนัก คือ คานขวาง เป็นวัตถุ คำนวณความเค้นสูงสุด น้ำหนักที่กำหนดคือ 1.5 ตัน และคานขวางทำจากโปรไฟล์อะลูมิเนียมอัลลอยด์ 6063-T6 ที่มีคุณสมบัติเชิงกลตามที่แสดงไว้ในตารางที่ 5 คานถูกทำให้เรียบง่ายขึ้นเป็นโครงสร้างคานยื่นเพื่อการคำนวณแรง ตามที่แสดงในรูปที่ 4

เมื่อใช้คานที่มีช่วงคาน 344 มม. แรงอัดบนคานจะคำนวณได้เป็น F = 3757 N โดยอ้างอิงจาก 4.5 ตัน ซึ่งเท่ากับ 3 เท่าของแรงคงที่มาตรฐาน q = F/L

โดยที่ q คือความเค้นภายในของคานภายใต้ภาระ N/มม. F คือ ภาระที่คานรับ คำนวณจากภาระคงที่มาตรฐาน 3 เท่า ซึ่งเท่ากับ 4.5 ตัน L คือความยาวของคาน มม.

ดังนั้นความเครียดภายใน 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

โลหะผสมอลูมิเนียมมีคุณสมบัติในการเชื่อมที่ไม่ดี และจุดเชื่อมมีความแข็งแรงเพียง 60% ของความแข็งแรงของวัสดุพื้นฐาน เนื่องจากมีชั้น Al2O3 เคลือบอยู่บนพื้นผิวโลหะผสมอลูมิเนียม จุดหลอมเหลวของ Al2O3 จึงสูงในขณะที่จุดหลอมเหลวของอลูมิเนียมต่ำ เมื่อเชื่อมโลหะผสมอลูมิเนียม จะต้องทำลาย Al2O3 บนพื้นผิวอย่างรวดเร็วจึงจะทำการเชื่อมได้ ในขณะเดียวกัน สารตกค้างของ Al2O3 จะยังคงอยู่ในสารละลายโลหะผสมอลูมิเนียม ส่งผลต่อโครงสร้างโลหะผสมอลูมิเนียมและลดความแข็งแรงของจุดเชื่อมโลหะผสมอลูมิเนียม ดังนั้น เมื่อออกแบบภาชนะอลูมิเนียมทั้งหมด จึงต้องพิจารณาคุณลักษณะเหล่านี้อย่างเต็มที่ การเชื่อมเป็นวิธีการจัดตำแหน่งหลัก และส่วนประกอบรับน้ำหนักหลักเชื่อมต่อด้วยสลักเกลียว การเชื่อมต่อ เช่น การหมุดย้ำและโครงสร้างแบบหางเหยี่ยว แสดงไว้ในรูปที่ 5 และ 6

โครงสร้างหลักของตัวกล่องอลูมิเนียมทั้งหมดใช้โครงสร้างที่มีคานแนวนอน เสาแนวตั้ง คานด้านข้าง และคานขอบประสานกัน มีจุดเชื่อมต่อสี่จุดระหว่างคานแนวนอนและเสาแนวตั้งแต่ละอัน จุดเชื่อมต่อติดตั้งด้วยปะเก็นหยักเพื่อให้เข้ากับขอบหยักของคานแนวนอน ซึ่งป้องกันการเลื่อนไถลได้อย่างมีประสิทธิภาพ จุดมุมทั้งแปดเชื่อมต่อกันโดยใช้แกนเหล็กเป็นหลัก ยึดด้วยสลักเกลียวและหมุดย้ำแบบล็อกอัตโนมัติ และเสริมด้วยแผ่นอลูมิเนียมสามเหลี่ยมขนาด 5 มม. ที่เชื่อมภายในกล่องเพื่อเสริมความแข็งแกร่งให้กับตำแหน่งมุมภายใน ลักษณะภายนอกของกล่องไม่มีจุดเชื่อมหรือจุดเชื่อมต่อที่เปิดเผย ทำให้มั่นใจได้ว่ากล่องจะมีรูปลักษณ์โดยรวม

3.4 เทคโนโลยีวิศวกรรมแบบซิงโครนัส SE

เทคโนโลยีวิศวกรรมแบบซิงโครนัสของ SE ใช้เพื่อแก้ปัญหาที่เกิดจากความเบี่ยงเบนของขนาดสะสมที่มากสำหรับการจับคู่ส่วนประกอบในตัวกล่องและความยากลำบากในการค้นหาสาเหตุของช่องว่างและความล้มเหลวของความเรียบ ผ่านการวิเคราะห์ CAE (ดูรูปที่ 7-8) การวิเคราะห์การเปรียบเทียบกับตัวกล่องที่ทำด้วยเหล็กจะดำเนินการเพื่อตรวจสอบความแข็งแรงและความแข็งโดยรวมของตัวกล่อง ค้นหาจุดอ่อน และดำเนินมาตรการเพื่อปรับให้เหมาะสมและปรับปรุงรูปแบบการออกแบบอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

4. เอฟเฟกต์น้ำหนักเบาของรถบรรทุกกล่องโลหะผสมอะลูมิเนียม

นอกจากตัวกล่องแล้ว โลหะผสมอลูมิเนียมยังใช้แทนเหล็กสำหรับส่วนประกอบต่างๆ ของตู้คอนเทนเนอร์แบบกล่อง เช่น บังโคลน บังโคลนท้าย บังโคลนข้าง กลอนประตู บานพับประตู และขอบกันชนท้าย ทำให้น้ำหนักของห้องเก็บสัมภาระลดลง 30% ถึง 40% ตารางที่ 6 แสดงผลของการลดน้ำหนักของตู้คอนเทนเนอร์เปล่าขนาด 4080 มม. × 2300 มม. × 2200 มม. ซึ่งช่วยแก้ปัญหาน้ำหนักเกิน ไม่ปฏิบัติตามประกาศ และความเสี่ยงด้านกฎระเบียบของห้องเก็บสัมภาระที่ทำจากเหล็กแบบดั้งเดิมได้อย่างแท้จริง

การแทนที่เหล็กแบบเดิมด้วยโลหะผสมอลูมิเนียมสำหรับส่วนประกอบยานยนต์ไม่เพียงแต่ช่วยให้ได้ผลลัพธ์ด้านน้ำหนักเบาที่ยอดเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังช่วยประหยัดเชื้อเพลิง ลดการปล่อยมลพิษ และปรับปรุงสมรรถนะของรถยนต์อีกด้วย ปัจจุบัน มีความคิดเห็นที่แตกต่างกันเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของน้ำหนักเบาในการประหยัดเชื้อเพลิง ผลการวิจัยของสถาบันอะลูมิเนียมนานาชาติแสดงไว้ในรูปที่ 9 การลดน้ำหนักรถยนต์ทุกๆ 10% สามารถลดการใช้เชื้อเพลิงได้ 6% ถึง 8% จากสถิติในประเทศ การลดน้ำหนักรถยนต์นั่งส่วนบุคคลแต่ละคันลง 100 กก. สามารถลดการใช้เชื้อเพลิงได้ 0.4 ลิตร/100 กม. การมีส่วนสนับสนุนของน้ำหนักเบาในการประหยัดเชื้อเพลิงนั้นขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ที่ได้จากวิธีการวิจัยที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงมีความแตกต่างกันบ้าง อย่างไรก็ตาม การลดน้ำหนักรถยนต์มีผลกระทบอย่างมากต่อการลดการใช้เชื้อเพลิง

สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า เอฟเฟกต์ของการลดน้ำหนักนั้นเด่นชัดยิ่งขึ้น ปัจจุบัน ความหนาแน่นของพลังงานต่อหน่วยของแบตเตอรี่พลังงานไฟฟ้านั้นแตกต่างอย่างมากจากยานยนต์เชื้อเพลิงเหลวแบบเดิม น้ำหนักของระบบพลังงาน (รวมถึงแบตเตอรี่) ของยานยนต์ไฟฟ้ามักคิดเป็น 20% ถึง 30% ของน้ำหนักยานยนต์ทั้งหมด ในเวลาเดียวกัน การฝ่าด่านคอขวดด้านประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ถือเป็นความท้าทายระดับโลก ก่อนที่จะมีความก้าวหน้าครั้งสำคัญในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูง การลดน้ำหนักเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงระยะการเดินทางของยานยนต์ไฟฟ้า สำหรับการลดน้ำหนักทุกๆ 100 กก. ระยะการเดินทางของยานยนต์ไฟฟ้าสามารถเพิ่มได้ 6% ถึง 11% (ความสัมพันธ์ระหว่างการลดน้ำหนักและระยะการเดินทางแสดงไว้ในรูปที่ 10) ปัจจุบัน ระยะการเดินทางของยานยนต์ไฟฟ้าล้วนไม่สามารถตอบสนองความต้องการของคนส่วนใหญ่ได้ แต่การลดน้ำหนักลงในปริมาณหนึ่งจะช่วยเพิ่มระยะการเดินทางได้อย่างมีนัยสำคัญ ช่วยลดความกังวลเรื่องระยะการเดินทาง และปรับปรุงประสบการณ์การใช้งานของผู้ใช้

5.บทสรุป

นอกจากโครงสร้างอลูมิเนียมทั้งหมดของรถบรรทุกกล่องโลหะผสมอลูมิเนียมที่แนะนำในบทความนี้แล้ว ยังมีรถบรรทุกกล่องประเภทต่างๆ เช่น แผงรังผึ้งอลูมิเนียม แผ่นหัวเข็มขัดอลูมิเนียม โครงอลูมิเนียม + ผิวอลูมิเนียม และตู้บรรทุกสินค้าไฮบริดเหล็ก-อลูมิเนียม ตู้บรรทุกสินค้าเหล่านี้มีข้อดีคือมีน้ำหนักเบา มีความแข็งแรงจำเพาะสูง ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี และไม่ต้องใช้สีเคลือบอิเล็กโทรโฟเรติกเพื่อป้องกันการกัดกร่อน จึงลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของสีเคลือบอิเล็กโทรโฟเรติกได้ รถบรรทุกกล่องโลหะผสมอลูมิเนียมช่วยแก้ปัญหาน้ำหนักเกิน ไม่ปฏิบัติตามประกาศ และความเสี่ยงด้านกฎระเบียบของช่องบรรทุกสินค้าที่ทำจากเหล็กแบบดั้งเดิมได้อย่างแท้จริง

การอัดขึ้นรูปเป็นวิธีการประมวลผลที่จำเป็นสำหรับโลหะผสมอลูมิเนียม และโปรไฟล์อลูมิเนียมมีคุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม ดังนั้นความแข็งของส่วนตัดของส่วนประกอบจึงค่อนข้างสูง เนื่องจากหน้าตัดที่แปรผัน โลหะผสมอลูมิเนียมจึงสามารถรวมฟังก์ชันของส่วนประกอบหลายอย่างเข้าด้วยกันได้ ทำให้เป็นวัสดุที่ดีสำหรับการลดน้ำหนักของยานยนต์ อย่างไรก็ตาม การนำโลหะผสมอลูมิเนียมไปใช้อย่างแพร่หลายต้องเผชิญกับความท้าทาย เช่น ความสามารถในการออกแบบที่ไม่เพียงพอสำหรับช่องบรรทุกสัมภาระของโลหะผสมอลูมิเนียม ปัญหาในการขึ้นรูปและการเชื่อม และต้นทุนการพัฒนาและส่งเสริมการขายที่สูงสำหรับผลิตภัณฑ์ใหม่ เหตุผลหลักก็คือ โลหะผสมอลูมิเนียมยังคงมีราคาสูงกว่าเหล็ก ก่อนที่ระบบนิเวศการรีไซเคิลโลหะผสมอลูมิเนียมจะสมบูรณ์

โดยสรุป ขอบเขตการใช้งานของโลหะผสมอะลูมิเนียมในรถยนต์จะกว้างขึ้น และการใช้งานจะเพิ่มมากขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในแนวโน้มปัจจุบันของการประหยัดพลังงาน การลดการปล่อยมลพิษ และการพัฒนาของอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ ด้วยความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับคุณสมบัติของโลหะผสมอะลูมิเนียมและวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพสำหรับปัญหาการใช้งานโลหะผสมอะลูมิเนียม วัสดุอัดขึ้นรูปอะลูมิเนียมจะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นในยานยนต์ที่มีน้ำหนักเบา

เรียบเรียงโดย เมย์ เจียง จาก MAT Aluminum