एक ग्राहक मुहर लगी हुई {{0}और {{1}वेल्डेड स्टील बैटरी {{2}पैक ब्रैकेट के साथ आता है। यह पांच अलग-अलग टुकड़ों से बना है जिन्हें एक साथ वेल्ड किया जाना चाहिए। पैक पहले से ही भारी है, रेंज ख़राब हो रही है, और प्रत्येक अतिरिक्त किलोग्राम में ऊर्जा खर्च होती है। प्रश्न सरल है: क्या हम ताकत बनाए रख सकते हैं और एक ही समय में वजन कम कर सकते हैं? उत्तर है, हाँ। टोपोलॉजी अनुकूलन के साथ संयोजन करकेएल्यूमिनियम मिश्र धातु 3डी प्रिंटिंग, इंजीनियर ब्रैकेट को फिर से डिज़ाइन कर सकते हैं ताकि सामग्री केवल वहीं रहे जहां इसकी आवश्यकता है, कई हिस्से एक हो जाते हैं, और अंतिम घटक काफी हल्का होता है।
ईवी बैटरी पैक में वजन इतना अधिक क्यों मायने रखता है?
बैटरी पैक आमतौर पर इलेक्ट्रिक वाहन में सबसे भारी घटक होता है, जो अक्सर कुल वजन का 20-25% होता है। अतिरिक्त द्रव्यमान रोलिंग प्रतिरोध को बढ़ाता है, त्वरण के दौरान अधिक ऊर्जा की मांग करता है, और पुनर्योजी ब्रेकिंग की प्रभावशीलता को कम करता है। उद्योग के एक मोटे नियम के अनुसार, बचाया गया प्रत्येक 100 किलोग्राम वजन लगभग 15-17 किमी वास्तविक विश्व सीमा जोड़ सकता है, या वाहन के वजन में 10% की कमी के लिए लगभग 5-6% सीमा में सुधार कर सकता है।
हल्के वज़न के लिए ब्रैकेट और समर्थन संरचनाएं उत्कृष्ट लक्ष्य हैं। उनमें से कई एक विशिष्ट पैक में होते हैं, वे संरचनात्मक रूप से स्वतंत्र होते हैं, और उन्हें मुख्य बाड़े का पूरा क्रैश भार उठाने की आवश्यकता नहीं होती है। इसलिए उनके द्रव्यमान को कम करने से प्राथमिक सुरक्षा संरचना से समझौता किए बिना मापने योग्य लाभ मिलता है।
सरल अंग्रेजी में एल्यूमिनियम मिश्र धातु 3डी प्रिंटिंग क्या है?
सरल शब्दों में, एल्युमीनियम मिश्र धातु 3डी प्रिंटिंग एल्युमीनियम पाउडर की पतली परतें फैलाकर और उन्हें लेजर से पिघलाकर, एक समय में एक परत, जब तक कि पूरी ज्यामिति पूरी न हो जाए, एक हिस्सा बनाती है। इस प्रक्रिया को लेज़र पाउडर{{2}बेड फ़्यूज़न के रूप में भी जाना जाता है। क्योंकि सामग्री केवल वहीं जोड़ी जाती है जहां डिज़ाइन को इसकी आवश्यकता होती है, जटिल आंतरिक जाली, कार्बनिक आकार और समेकित ज्यामिति संभव हो जाती हैं।
क्यों AlSi10Mg सबसे आम विकल्प है?
AlSi10Mg 3D प्रिंटेड पार्ट्स ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों पर हावी हैं। मिश्रधातु ताकत, कास्टेबिलिटी जैसे प्रिंटेबिलिटी और अपेक्षाकृत कम घनत्व (लगभग 2.67 ग्राम/सेमी³) का अच्छा संतुलन प्रदान करता है। उचित ताप उपचार के बाद यह उपयोग योग्य लचीलेपन के साथ 300-350 एमपीए रेंज में तन्य शक्ति प्रदान करता है, जो इसे संरचनात्मक ब्रैकेट के लिए उपयुक्त बनाता है।
एल्युमीनियम बनाम स्टील बनाम कास्ट एल्युमीनियम
घनत्व: AlSi10Mg ≈ 2.67 ग्राम/सेमी³|स्टील ≈ 7.8 ग्राम/सेमी³|AlSi10Mg के समान एल्यूमीनियम कास्ट करें
विशिष्ट ताकत: 3D{{1}प्रिंटेड AlSi10Mg वजन के आधार पर {{3}वजन के आधार पर कई स्टील्स के साथ प्रतिस्पर्धी है
डिज़ाइन की स्वतंत्रता: कास्टिंग या स्टैम्पिंग से कहीं अधिक, टोपोलॉजी को अनुकूलित आकार देने की अनुमति देता है जिसे पारंपरिक तरीके नहीं बना सकते
5 तरीके 3डी प्रिंटिंग बैटरी ब्रैकेट को हल्का बनाती है
टोपोलॉजी अनुकूलन
सॉफ़्टवेयर कम दबाव वाले क्षेत्रों से सामग्री हटाता है और इसे केवल वहीं छोड़ता है जहां सामान यात्रा करता है। प्रकाशित मामलों में इसने तनाव को सीमा के भीतर रखते हुए अकेले ब्रैकेट द्रव्यमान में 30-50% की कटौती की है।
जाली और खोखली संरचनाएँ
आंतरिक जाली या खोखले खंड ठोस खंडों की जगह लेते हैं। यह भाग जहां आवश्यक हो वहां कठोरता रखता है लेकिन अनावश्यक द्रव्यमान छोड़ देता है। पारंपरिक मुद्रांकन के साथ यह असंभव है.
भाग समेकन
पांच मुद्रांकित टुकड़े जिन्हें एक बार वेल्डिंग या बोल्टिंग की आवश्यकता होती है, एक एकल मुद्रित घटक बन सकते हैं। कम जोड़ों का मतलब फास्टनरों, वेल्ड मोतियों और ओवरलैपिंग फ्लैंज से कम द्रव्यमान है।
कठोरता खोए बिना पतली दीवारें
क्योंकि सामग्री वितरण अनुकूलित है, कम लोड वाले क्षेत्रों में दीवार की मोटाई कम की जा सकती है जबकि महत्वपूर्ण खंड मजबूत बने रहते हैं। कुल मिलाकर कठोरता बनी रहती है या उसमें सुधार भी होता है।
कम फास्टनरों, कम असेंबली
बोल्ट, नट और वेल्डमेंट को हटाने से उनका वजन और उन्हें स्थापित करने के लिए आवश्यक द्वितीयक संचालन दोनों कम हो जाते हैं। अंतिम असेंबली हल्की और सरल है।
ये पांच लीवर एक साथ काम करते हैं। जब हल्के ईवी बैटरी पैक ब्रैकेट पर लागू किया जाता है, तो संयुक्त प्रभाव नियमित रूप से मूल स्टैम्प्ड या वेल्डेड डिज़ाइन की तुलना में 20-40% वजन में कमी लाता है।
शोध क्या कहता है: वज़न बचत पर वास्तविक संख्याएँ
प्रकाशित अध्ययन और उद्योग मामले लगातार दोहरे अंक की बचत दर्शाते हैं। एक सहकर्मी ने टोपोलॉजी की समीक्षा की, अनुकूलित बैटरी ब्रैकेट ने ताकत और सुरक्षा कारक लक्ष्यों को पूरा करते हुए 49% बड़े पैमाने पर कमी हासिल की। बड़े प्रारूप वाले मेटल प्रिंटिंग द्वारा निर्मित एक अन्य ऑटोमोटिव एल्युमीनियम चेसिस घटक ने टॉर्सनल कठोरता में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ-साथ 30% से अधिक वजन में कमी प्रदान की। AlSi10Mg बैटरी पर चीनी उद्योग के उदाहरण 25% वजन में कटौती और कई किलोमीटर के अनुरूप रेंज लाभ की रिपोर्ट का समर्थन करते हैं।
क्या 3डी प्रिंटेड एल्युमीनियम पर्याप्त मजबूत है?
हाँ-जब डिज़ाइन उचित रूप से सत्यापित हो। चूंकि निर्मित AlSi10Mg 400-460 एमपीए तन्य शक्ति तक पहुंच सकता है; ताप से उपचारित सामग्री बेहतर लचीलेपन और अवशिष्ट तनाव से राहत के लिए कुछ ताकत का उपयोग करती है। थकान, कंपन और दुर्घटना की आवश्यकताओं को अभी भी सिमुलेशन और भौतिक परीक्षण के माध्यम से सत्यापित किया जाना चाहिए, बिल्कुल किसी अन्य संरचनात्मक घटक की तरह। एक बार जब वे परीक्षण पास हो जाते हैं,एल्यूमिनियम मिश्र धातु 3डी प्रिंटिंगऑटोमोटिव स्थायित्व अपेक्षाओं को पूरा करता है।
केस स्टडी: कैसे सनहिंगस्टोन्स ने ब्रैकेट का वजन कम किया
एक यूरोपीय ईवी आपूर्तिकर्ता को बैटरी -पैक समर्थन ब्रैकेट के एक परिवार की आवश्यकता थी। मूल डिज़ाइन में स्टैम्प्ड स्टील भागों का उपयोग किया गया था जिन्हें उप-असेंबली में वेल्ड किया गया था। वजन अधिक था, असेंबली का समय लंबा था, और डिज़ाइन में बदलाव के लिए नए टूलींग की आवश्यकता थी।
सनहिंगस्टोन्स ने टोपोलॉजी ऑप्टिमाइज़ेशन का उपयोग करके ब्रैकेट को फिर से डिज़ाइन किया और उन्हें AlSi10Mg में मुद्रित किया। एकाधिक टुकड़ों को एकल घटकों में समेकित किया गया, आंतरिक जाली को गैर-महत्वपूर्ण क्षेत्रों में पेश किया गया, और मुद्रण क्षमता के लिए समग्र ज्यामिति को परिष्कृत किया गया।
प्रथम उत्पादन {{0}आशय बैच पर परिणाम:
मूल स्टील असेंबली की तुलना में वजन लगभग 32% कम हो गया
अलग-अलग हिस्सों की संख्या पांच से घटाकर एक कर दी गई है
विधानसभा का समय आधे से भी कम हो गया
गर्मी उपचार और महत्वपूर्ण इंटरफेस की मशीनिंग के बाद यांत्रिक प्रदर्शन (स्थिर शक्ति और कंपन) ग्राहक के विनिर्देशों के अनुरूप था
अनुमोदित डिज़ाइन से पहले कार्यात्मक नमूनों तक का समय तीन सप्ताह से कम था। नई टूलींग के बिना उसी प्रक्रिया को कम मात्रा में श्रृंखला उत्पादन तक बढ़ाया गया।
3डी प्रिंटिंग कब समझ में आती है (और कब नहीं)
एल्यूमिनियम मिश्र धातु 3डी प्रिंटिंगएक मजबूत विकल्प है जब:
वॉल्यूम निम्न से मध्यम हैं (प्रति वर्ष दसियों से कुछ हज़ार भाग)
ज्यामिति जटिल है या बार-बार पुन: डिज़ाइन की गई है
भाग समेकन या टोपोलॉजी अनुकूलन स्पष्ट वजन या असेंबली लाभ प्रदान कर सकता है
पारंपरिक तरीकों के लिए टूलींग की लागत भाग की मात्रा के सापेक्ष अधिक है
यह आमतौर पर सबसे सस्ता मार्ग नहीं है जब:
आयतन बहुत अधिक हैं और ज्यामिति सरल है
मौजूदा स्टैम्पिंग या कास्टिंग टूलींग का परिशोधन पहले ही किया जा चुका है
जटिल आंतरिक संरचनाओं से भाग को लाभ नहीं होता है
एक अनुभवीमेटल 3डी प्रिंटिंग निर्माताआपको ईमानदारी से बताएगा कि आप किस स्थिति में हैं।
एल्युमीनियम 3डी प्रिंटिंग निर्माता कैसे चुनें
इन क्षमताओं को देखें:
AlSi10Mg और ऑटोमोटिव {{1}ग्रेड पाउडर के साथ सिद्ध अनुभव
घर में घनत्व, तन्यता और (अधिमानतः) सीटी निरीक्षण
गर्मी उपचार, तनाव से राहत और माध्यमिक मशीनिंग क्षमता
विनिर्माण (डीएफएम) फीडबैक और टोपोलॉजी के लिए {{0}डिजाइन प्रदान करने की क्षमता
प्रोटोटाइप से कम मात्रा में उत्पादन तक का रास्ता साफ़ करें
एक आपूर्तिकर्ता जो पहले से ही हल्के ईवी बैटरी पैक ब्रैकेट और अन्य संरचनात्मक एल्यूमीनियम घटकों का उत्पादन करता है, वह आपके विकास चक्र को छोटा कर देगा और तकनीकी जोखिम को कम कर देगा।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
3डी प्रिंटिंग बैटरी ब्रैकेट पर कितना वजन बचा सकती है?
जब टोपोलॉजी अनुकूलन और भाग समेकन लागू किया जाता है तो स्टैम्प्ड या वेल्डेड स्टील डिज़ाइन की तुलना में विशिष्ट बचत 20% से 40% तक होती है। चरम मामले लगभग 50% तक पहुंच गए हैं।
क्या 3डी प्रिंटेड एल्युमीनियम मशीनीकृत एल्युमीनियम जितना मजबूत है?
निर्मित और गर्म होने पर AlSi10Mg कई पारंपरिक एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की तुलना में ताकत के स्तर तक पहुंच जाता है। मुख्य बात उचित प्रक्रिया नियंत्रण, ताप उपचार और विशिष्ट लोड मामलों के लिए सत्यापन है।
मुद्रित ब्रैकेट नमूना प्राप्त करने में कितना समय लगता है?
अनुमोदित सीएडी डेटा से, कार्यात्मक नमूने अक्सर आकार, मात्रा और प्रसंस्करण के बाद की आवश्यकताओं के आधार पर 1-3 सप्ताह में उपलब्ध होते हैं।
क्या आप परीक्षण के लिए छोटे बैच बना सकते हैं?
हाँ। दसियों या सैकड़ों भागों का कम मात्रा में उत्पादन धातु योज्य निर्माण के लिए एक मानक उपयोग का मामला है।
आपको किन फ़ाइलों को उद्धृत करने की आवश्यकता है?
एक 3डी सीएडी मॉडल (स्टेप पसंदीदा) प्लस कोई भी लोड केस, महत्वपूर्ण आयाम, सतह {{1}फिनिश आवश्यकताएं और मात्रा की जानकारी आमतौर पर पहले उद्धरण और डीएफएम समीक्षा के लिए पर्याप्त है।
क्या आप अपने बैटरी पैक को हल्का करने के लिए तैयार हैं?
हमें अपना वर्तमान ब्रैकेट डिज़ाइन या 3डी मॉडल भेजें। हम वजन बचाने की क्षमता का मूल्यांकन करेंगे, टोपोलॉजी या समेकन के अवसरों का सुझाव देंगे, और एक यथार्थवादी उत्पादन योजना के साथ एक स्पष्ट उद्धरण प्रदान करेंगे। प्रदर्शन से समझौता किए बिना ईवी बैटरी पैक संरचनाओं में द्रव्यमान को कम करने के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु 3 डी प्रिंटिंग आज उपलब्ध सबसे व्यावहारिक मार्गों में से एक है।