Уплотнение пористости остается в тренде гибридных автомобилей и электромобилей

Похоже, что мир полон решимости найти устойчивые, низкоуглеродные решения для транспорта, которые в большей степени, чем какой-либо другой фактор, определяют развитие и производство гибридных электромобилей (HEV) и электромобилей (BEV).

Согласно Automotive News и исследованию Boston Consulting Group, ожидается, что к 2030 году продажи электрифицированных автомобилей (мягкие гибридные, полногибридные, подключаемые гибридные и полностью аккумуляторные электромобили) превысят продажи автомобилей с двигателями внутреннего сгорания [ICE], занимая 51% рынка; на категории BEV и PHEV (подключаемый гибридный электромобиль) приходится около 25% от общего объема продаж автомобилей. Тем не менее, 82% автомобилей по-прежнему будут содержать трансмиссию ICE, а PHEV, HEV и мягкие гибриды будут использовать двигатели внутреннего сгорания наряду с их электрической трансмиссией.

Производители автомобилей испытывают давление со многих сторон. Со стороны потребителей наблюдается резкое падение доверия к дизельным двигателям из-за введения зон чистого воздуха, некоторые из которых уже действуют, а также ожидающих запретов на автомобили с двигателями внутреннего сгорания (например, в Калифорнии и Великобритании, к 2035 г.).

Между тем правительства всего мира ужесточают законы о выбросах автомобилей. В Европе все более строгие правила по выбросам CO₂ . В Китае нормы корпоративного среднего расхода топлива (CAFC) и транспортных средств на новой энергии (NEV) становятся все более строгими.

Чтобы удовлетворить как нормативные требования, так и потребности потребителей, автопроизводители готовят к 2020 году волну новых моделей электромобилей (EV). Многие электромобили, представленные на рынке в последние годы, были ориентированы на высокопроизводительные рынки с соответствующими ценниками. Однако в 2020 году мы увидели запуск электромобилей, которые гораздо более знакомы и доступны среднему водителю, включая MINI, Vauxhall Corsa, Fiat 500, Volkswagen ID.3 и e-Up ! и другие.

Несмотря на то, что в производстве гибридных автомобилей и BEV уже достигнуты значительные успехи, становится все более важным, чтобы лежащие в их основе инженерные и производственные процессы также были экологически устойчивыми.

Вакуумная пропитка в автомобилестроении

Поскольку вес транспортного средства отрицательно сказывается на использовании аккумулятора, производители гибридных автомобилей и BEV все чаще ищут способы уменьшить общую массу транспортного средства. Использование литых под давлением конструктивных элементов может помочь, особенно если производители предпочитают заменять такие материалы, как сталь, легкими материалами, такими как алюминий. Производя компоненты привода и трансмиссии (например, электродвигатели) из литого под давлением алюминия, автопроизводители могут дополнительно снизить вес автомобиля. В свою очередь, диапазон аккумуляторов можно расширить для BEV и HEV, а также снизить выбросы транспортных средств для последних.

Однако пористость — давняя проблема отливок. Помимо поверхностных дефектов, микроскопические отверстия могут образовываться внутри детали во время литья и затвердевания, это означает, что могут образоваться пути утечки, которые ухудшают ее характеристики отливок.

В приложениях, где требуется герметичность, например, в сложных функциях охлаждения гибридных систем и систем привода BEV, это может стать особенно важной проблемой. Переход к отливкам с более тонкими стенками для компонентов трансмиссии с целью уменьшения веса компонентов также увеличивает риск пористости. Все это делает вакуумную пропитку еще более важной, чтобы избежать брака сложных и дорогостоящих компонентов после того, как заказ на работу был выполнен и детали были изготовлены.

Вакуумная пропитка предлагает одобренный OEM-производителем метод герметизации путей утечки и пористости в металлических отливках, спеченных металлических деталях и электрических компонентах. С помощью специального оборудования для пропитки пустоты заполняются жидким герметиком под вакуумом, который затем превращается в химически и термически стойкий полимер при нагревании в процессе горячего отверждения. В гибридном производстве и производстве BEV вакуумная пропитка может эффективно изолировать отлитые под давлением и электронные детали от утечки или проникновения жидкости.

Помимо повышения надежности компонентов, этот процесс снижает количество брака, что, в свою очередь, снижает отходы и затраты на производственный процесс.

Эксплуатационные соображения

В условиях растущего экономического давления в цепочках поставок устранение пористости становится еще более важным. Утилизация полностью обработанных деталей стоит дорого, учитывая вложенные в них затраты, однако, если обработанная деталь выходит из строя после того, как она была встроена в компонент (например, автомобильный компрессор), затраты, связанные с утилизацией, становятся значительно выше.

Для этого Ultraseal предлагает широкий спектр оборудования, которое может быть встроено в любую производственную линию, а также услуги по пропитке, управляемые как внутри компании, так и за ее пределами. Современные системы пропитки с фронтальной загрузкой предлагают пользователям скорость, контроль и значительные преимущества для здоровья и безопасности, а также небольшие размеры и низкую стоимость владения.

Автоматизированное производственное оборудование для больших объемов позволяет значительно снизить производственные и трудовые затраты, а также снизить участие оператора. Эти полностью автоматизированные системы сочетают в себе быстрое и стабильное время цикла с лучшими в своем классе характеристиками уплотнения, обеспечивая стабильное качество продукции и улучшения в отношении здоровья и безопасности.

Чтобы максимально увеличить время безотказной работы и снизить общую стоимость владения, команда Ultraseal может удаленно отслеживать производительность и историю эксплуатации оборудования, помогая оптимизировать процессы и минимизировать незапланированные простои. Наконец, те, у кого нет необходимости или места для специального процесса пропитки внутри компании, могут получить доступ к глобальной сети операций для управления процессом от начала до конца или выбрать полностью управляемое обслуживание на месте с рентабельностью, сквозное управление процессом пропитки без вложений в капитальное оборудование или персонал.

Вторичная переработка, соображения устойчивости

В традиционном процессе пропитки компоненты помещаются в автоклав, где они погружаются в герметик, и используется вакуум для втягивания герметика в микропористые полости и пути утечки. Затем модуль холодной стирки удаляет излишки герметика, а цикл горячего отверждения подвергает компоненты воздействию тепла, которое полимеризует герметик, переводя его из жидкого состояния в твердый полимер.

Во время процесса холодной стирки до 98% используемого герметика уходит в отходы. Чтобы избежать этих расходов и соответствовать все более строгим экологическим нормам, Ultraseal предлагает ряд пригодных для повторного использования герметиков. Герметик не смывается, а собирается и пропускается через систему восстановления герметика для повторного использования. Наряду со значительным сокращением расхода герметика в процессе используется значительно меньше воды и устраняется необходимость в замене резервуаров для промывочной воды, что значительно сокращает время простоя и повышает эффективность процесса.

Ultraseal также может преобразовать существующие системы для использования повторно используемых герметиков Ultraseal. Это помогает соблюдать экологические нормы и сокращать количество отходов без необходимости инвестировать в совершенно новые системы.

Включение вакуумной пропитки в производственные процессы может помочь автопроизводителям и их поставщикам отливок сократить количество брака и отходов материалов, улучшить жизненный цикл компонентов и экологические характеристики.

Автор

Dr. Mark Cross  (доктор Марк Кросс) — коммерческий директор по продажам Ultraseal International.

Источник: www.foundrymag.com