EDAG开发用于汽车3D打印的铝合金,提高防碰撞性能

3D打印快讯
2020
04/02
10:51
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来源:盖世汽车

据外媒报道,作为“CustoMat_3D”研究项目的一部分,EDAG集团与八家合作伙伴联手开发出一种可应用于汽车的铝合金。这种合金的强度更高,而且断裂伸长率更大。后者非常重要,特别是在发生碰撞的情况下。新研究强调,目前,AM型铝合金不能满足汽车行业的高要求,如碰撞试验性能。并且,EDAG认为,现下的工艺设计只考虑到高强度非延展性材料参数。

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图源:EDAG官网

过去三年,EDAG着眼于整个过程链,包括粉末制造、仿真和部件开发。莱布尼茨材料工程研究所(Leibniz Institute for Materials Engineering)和全球特种材料公司Kymera International,负责合金定义和粉末制造。弗劳恩霍夫应用高分子研究所(Fraunhofer IAPT)、GE Additive和FKM Sintertechnik GmbH,负责粉末基激光束焊接(LBM)的加工和工艺开发。Fraunhofer ITWM和MAGMA Giessereitechnologie GmbH,对焊接材料的快速冷却过程进行了模拟研究。梅赛德斯-奔驰和EDAG Engineering GmbH公司负责性能演示,并得到工程软件供应商 Altair Engineering公司的支持。通过综合方法,实现增材量产。这种合金可用于制造重量显著减轻的汽车零部件。

在实验室阶段,研究人员起初对各类合金进行了测试。通过不同的激光束焊接系统,有可能成功找到最有前途的合金。这种合金的特别之处在于其功能多样性:通过一种合金提供多种性能。利用下游加热处理方式,可以灵活实现这些性能。根据传递的材料值,生成材料卡片,并使用Altair Opti OptiStruct软件进行结构优化,以减少等功率部件的重量。其中特殊之处在于,可以考虑对增材生产工艺和组件对齐的要求。

选择汽车不同部位的零件,不论是动态承重车轮载体,还是传动箱区域对刚度要求较高的复杂构件,都有可能实现有效减重。有些可减重超过预期值30%。基于增材生产工艺,该零件可通过负载级模型,适应相关车辆的要求。

此外,研究人员利用最新开发的材料,对激光沉积焊接和粘接技术等混合工艺,进行了研究。在模拟过程中,通过宏观模拟零件中的代表性元素,引导粉末的微观过程。利用这种方式,可以显著缩短计算时间。因此,能使残余应力和延迟在生产前可视并最小化。

新开发的CustAlloy品牌合金,将在几个月后正式上市。由于应用广泛,而且受益于防腐处理和粘接技术,这种合金符合汽车工业的许多其他要求,可以进行大规模生产。新合金的生产过程和模拟测试方法,为专家提供了有利工具,帮助减少汽车重量,并且在大规模生产过程中使用3D打印技术。

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