Jak třmeny z titanové slitiny přetvářejí materiály, výkon celého vozidla a výrobní technologie?

V dlouhodobém vývoji automobilového průmyslu nebyly brzdové třmeny nikdy nejpoutavějšími komponenty. Zastrčené uvnitř nábojů kol tiše odolávají enormnímu zatížení a tepelným šokům o tisících stupňů Celsia při každém použití brzd. Přesto brzdový třmen vyrobený zTitanová slitina třídy 5a vyrobené prostřednictvím aditivní výroby daleko přesahují pouhé náhradní díly. Funguje jako malý hranol, který láme základní transformace probíhající současně ve třech dimenzích: věda o materiálech, automobilový průmysl a pokročilá výroba.

 

 

1. Minulé aplikace

Titanové slitiny byly převážně používány v letectví a kosmonautice, vyznačovaly se vysokou měrnou pevností, silnou odolností proti únavě a nízkou tepelnou vodivostí. Kvůli obtížím při zpracování a vysokým nákladům byly jen zřídka používány v automobilech pro masový trh a omezené použití viděly pouze v superautech nejvyšší třídy a závodních vozidlech.

 

2. Nedostatky třmenů z hliníkových slitin

Třmeny z hliníkové slitiny se spoléhají na zvýšenou tloušťku pro zajištění tuhosti. Při intenzivním brzdění se teplo snadno přenese do brzdové kapaliny, což způsobí tepelné vyblednutí a zhorší stabilitu brzdění.

3.Výhody třmenů z titanové slitiny

Téměř o 40 % lehčí než protějšky z hliníkové slitiny při stejné pevnosti

Nízká tepelná vodivost brání přenosu tepla do brzdové kapaliny a zmírňuje tepelné vyblednutí brzd

Vynikající odolnost proti korozi a stárnutí; méně náchylné ke korozi v prostředí deště, sněhu a slané mlhy, s pomalejší degradací výkonu

 

4. Posun v myšlení výzkumu a vývoje

• Ukončete přímé přijímání vzorců z titanových slitin pro letectví a kosmonautiku
• Vyvíjejte prášek z titanové slitiny specifický pro automobily přizpůsobený pro 3D tisk, abyste minimalizovali vady a plýtvání materiálem
• Posun od „materiálů přizpůsobujících se produktům“ k materiálům se zpětným přizpůsobením na základě požadavků na produkt, čímž se otevírá cesta pro civilní použití speciálních kovů

 

 

1. Souvislosti odvětví

Elektromobily nesou těžké akumulátory, což činí z neodpružené hmoty hlavní překážku výkonu. Snížení neodpružené hmoty o jeden kilogram přináší mnohem větší výhody než snížení stejné hmotnosti z karoserie vozidla – a třmeny z titanové slitiny tomuto požadavku u elektrických vozidel dokonale vyhovují.

 

2.Hodnota odlehčení neodpružené hmoty

Snižuje zatížení odpružení, zlepšuje kontakt pneumatiky s povrchem vozovky a poskytuje ostřejší řízení, stejně jako lineární, konzistentní pocit z brzdového pedálu

Snižuje spotřebu energie a prodlužuje dojezd

Splňuje extrémní požadavky na brzdnou sílu a tepelnou odolnost při vysokém točivém výkonu vysoce výkonných elektrických vozidel

 

3. Rozšířené aplikační scénáře

Létající vozy a nízkopodlažní nosiče vyžadují extrémní odlehčení, vysokou spolehlivost a odolnost vůči střídavému zatížení. Třmeny z titanové slitiny prošly validací a poskytují řešení komponent pro trojrozměrnou mobilitu.

 

4. Změna logiky průmyslové soutěže

Konkurence se posouvá od surového výkonu motoru ke komplexním systémovým inženýrským schopnostem pro materiálové systémy na úrovni vozidel. Budoucí automobilová soutěž bude systémovou soutěží integrující materiály, konstrukční návrh a tepelný management.

 

 

1. Nevýhody konvenční subtraktivní výroby (kování / CNC obrábění)

Přebytečná surovina je odstraněna, což vede k vysokým ztrátám materiálu z titanové slitiny a vícestupňovým pracovním tokům

Složité vnitřní olejové kanály a bionické porézní mřížkové struktury je obtížné vyrobit

 

2. Přednosti aditivní výroby SLM (Selective Laser Melting).

• Titanový prášek je taven po vrstvách laserem a konsolidován jako jeden kus podle topologických simulačních modelů
• Osvobozeno od omezení kladených řeznými nástroji, formami a požadavky na vyjímání z formy. Optimalizace řízená simulací zachovává materiál pro zóny nesoucí napětí a zároveň vyhloubí nenamáhané oblasti mřížkovými strukturami, čímž zachová tuhost při snížení hmotnosti
• Vnitřní olejové galerie a rozhraní jsou integrovány do jediné sestavy, počet řezných dílů a snižuje chyby při montáži a potenciální místa selhání
• Rychlá iterace prototypu; malosériové přizpůsobení zabraňuje vysokým nákladům na otevírání formy a zkracuje cykly výzkumu a vývoje

 

3.Stávající výzvy

Ceny titanového prášku, rychlost tisku, konzistence mezi jednotlivými dávkami a pracovní postupy po zpracování brání velkosériové výrobě.

 

4.Industriální plán a výhled

• Počínaje specializovanými součástmi pro superauta s omezeným provozem budou náklady neustále snižovány, aby se mohly postupně začlenit do vysoce výkonných osobních vozidel pro masový trh. Pokročilá výroba bude zahrnovat pracovní postupy založené na simulaci založené na návrhu a podpořené aditivní výrobou – kde design rovná se výroba.
• Třmeny z titanové slitiny ztělesňují konvergenci tří revolucí: speciální kovy se dostávají do dopravy s přizpůsobenou schopností hromadné výroby; elektrifikace a trojrozměrná mobilita tlačí na odlehčení neodpružené hmoty, zvedání brzdových komponentů na základní prvky výkonu vozidla; aditivní výroba transformuje výrobu přeměnou vysoce optimalizovaných komplexních struktur na fyzické díly.
• Dnes zůstávají špičkovými specializovanými komponentami, avšak technologické průlomy často pocházejí z jednobodových inovací. Podobně jako brzdové destičky z ocelové slitiny kdysi způsobily revoluci v automobilové bezpečnosti, třmeny z titanové slitiny předznamenávají automobilový průmysl nové generace. Budoucí automobilová výroba bude hluboce integrovat materiály, kompletní konstrukci vozidel a digitální výrobu – a tato malá součást náboje kol slouží jako okno do budoucnosti tohoto odvětví.

 

 

Ruihang, jako přímý výrobce titanových produktů, dodává titanové produkty optimální kvality pro vaši výrobu přesných součástí. Odpovídáme do 24 hodin, nabízíme spolehlivé produkty nejvyšší kvality a plnou poprodejní podporu pro vaši úplnou spokojenost. Pro více podrobností o titanových slitinách Grade 5 Bars nás neváhejte kontaktovat prostřednictvím e-mailu: Sam.Rui@bjrh-titanium.com