P: O ile części silnik napędowy pojazdu elektrycznego ma mniej niż silnik spalinowy? 100? 300? czy 500? Odpowiedź brzmi: 1000 plus .
Według niepełnych statystyk konwencjonalny silnik spalinowy składa się na ogół z ponad 1400 części; podczas gdy silnik napędowy często składa się tylko z 100 do 200 części, co zmniejsza prawie 1,{5}} części.
zdjęcie
W przypadku niektórych tradycyjnych narzędzi do obróbki, sprzętu i linii produkcyjnych te zredukowane części przypominają pracę ręczną zastąpioną sztuczną inteligencją.
Dane pokazują, że zapotrzebowanie rynku na specjalne narzędzia do obróbki tradycyjnych pięciu głównych bloków cylindrów, głowic cylindrów, wałów korbowych, korbowodów i wałków rozrządu maleje z roku na rok.
Jednocześnie jednak projekt obróbki metali silników elektrycznych otwiera zupełnie nowe możliwości. Na przykład projekty obróbki metali, takie jak wały silników, obudowy silników i wsporniki akumulatorów, stały się nowymi punktami rozwoju.
zdjęcie
Chociaż różni się to od przekładni mechanicznej, wymagania dotyczące precyzji przetwarzania nowych części pojazdów energetycznych nigdy nie zostały obniżone. W połączeniu z zapotrzebowaniem na lekkie, specjalne i złożone kształty części, stawia to przed dostawcami narzędzi i obrabiarek poważniejsze wyzwania.
Precyzyjna obróbka dużej średnicy głównego otworu obudowy silnika
Rozmiar głównego otworu w obudowie silnika zależy od wielkości stojana. Ponieważ pojazdy elektryczne wymagają odpowiednio dużej gęstości energii, średnica cewki na wirniku musi mieścić się w rozsądnym zakresie.
Generalnie średnica stojana silnika stosowanego w pojazdach elektrycznych wynosi co najmniej φ200mm, co oznacza, że średnica głównego otworu w obudowie silnika musi być większa niż φ200mm.
Zdjęcia typowych obudów silników
W produkcji narzędzi φ200mm jest już narzędziem o dużej średnicy.
Aby zminimalizować straty energii, koordynacja między obudową silnika/wałem silnika/stojanem a innymi komponentami musi być zoptymalizowana do najbardziej rozsądnego zakresu.
Dlatego w dziedzinie obróbki skrawaniem wymagania dotyczące zawartości obróbki obudowy silnika, zwłaszcza tolerancji kształtu i położenia otworu głównego i otworu łożyska, są szczególnie surowe. Dodatkowo w celu zwiększenia gęstości mocy silnik powinien być jak najlżejszy i jak najmniejszy, co wymaga również idealnej kontroli grubości ścianki obudowy silnika.
Podsumowując, wysoka precyzja, duża średnica, cienka ściana i łatwe odkształcanie to obecnie główne cechy obróbki powłoki silnika.
Aby zapewnić dokładność obróbki, obecne narzędzie przyjmuje koncepcję narzędzia z prowadnicą, a rozmiar można regulować na poziomie µ.
Prowadnica nośna pełni rolę podpory, prowadnicy i pochłaniania drgań, a konstrukcja prowadnicy może kompensować odkształcenia podczas obróbki głębokich otworów.
Co ważniejsze, ciężar narzędzia jest jednym z czynników ograniczających konstrukcję narzędzia typu prętowego. Przyjmując tradycyjną koncepcję projektowania narzędzi, waga narzędzia o tak dużej średnicy musi wynosić co najmniej 25kg.
W celu dostosowania się do koncepcji obróbki szybkoobrotowej nowoczesnych obrabiarek szczególnie krytycznym problemem technicznym jest zmniejszenie masy takich narzędzi.
Wraz z rozwojem technologii druku 3D i materiałów metalowych firma Kennametal ze Stanów Zjednoczonych objęła wiodącą rolę we wdrażaniu zaawansowanego druku 3D i technologii aplikacji materiałów kompozytowych oraz przejęła inicjatywę w rozwiązaniu problemu redukcji masy narzędzia skrawającego.
Dodatkowo warto zauważyć, że Porsche już wcześniej zaprezentowało pierwszą obudowę silnika elektrycznego wykonaną w całości z wykorzystaniem druku 3D i technologii wytwarzania addytywnego.
zdjęcie
Powłoka jest drukowana w 3D warstwa po warstwie z wysokiej jakości proszkiem ze stopu aluminium, w połączeniu z technologią laserowego łączenia metali.
Ostateczna metalowa skorupa wydrukowana w 3D jest o 10 procent lżejsza niż tradycyjne odlewy i chociaż grubość wynosi tylko 1,5 mm, jej sztywność jest większa niż w przypadku podobnych części bez struktury plastra miodu.
Przetwarzanie powłoki akumulatora
Jeśli silnik jest jak „nogi” samochodu, to akumulator jest „sercem” samochodu.
Trendem rozwojowym akumulatorów zasilających jest wysoka gęstość, duża pojemność i wysokie napięcie, które odpowiadają trzem głównym wymaganiom terminali: wydajności, żywotności baterii i szybkiego ładowania.
zdjęcie
uchwyt na akumulator
Oznacza to, że w ograniczonej przestrzeni obudowy należy upakować jak najwięcej modułów bateryjnych, a wewnątrz pozostawić odpowiednią ilość miejsca na układ chłodzenia.
Dlatego trend przetwarzania obudowy akumulatora jest cieńszy, bardziej skomplikowany i lżejszy.
Aby osiągnąć maksymalną ekonomiczność, kluczem staje się materiał płytki PCD i technologia smarowania mgłą olejową.
Zgodnie z różnymi naddatkami na obróbkę, zadaniami obróbki i częściami, podstawową ideą jest przyjęcie różnych procesów frezowania w celu zmniejszenia siły skrawania.
Picture Spiralny frez krawędziowy PKD
Na przykład podczas obróbki niektórych konturów najlepszym sposobem jest użycie niektórych frezów do usuwania dużych ilości materiału.
Oprócz tradycyjnej obróbki metalu, trendem czasów jest również lekkość samochodów. Konstrukcyjne tworzywa sztuczne i różne materiały kompozytowe stały się pierwszym wyborem w przypadku lekkich konstrukcji.
W przypadku obróbki tych części możemy czerpać inspirację z obróbki narzędzi w przemyśle lotniczym.
Na przykład za pomocą diamentowych narzędzi PCD można również sprostać obróbce skomplikowanych kształtów w obliczu przedmiotów obrabianych, takich jak płyty z włókna węglowego.
