Bei der Konstruktion von Formen für EV-Strukturteile liegt der Schwerpunkt auf der Formgebung dünner Wände, hoher Festigkeit und geringer Verformung, wobei eine gezielte Optimierung für die Eigenschaften von Aluminiumgussteilen für neue Energiefahrzeuge vorgenommen wird.
Der dünnwandige Bereich von Formen für EV-Strukturteile wird mit 2–4 mm definiert, was einen Abstand der Kühlkanäle von maximal 18 mm erfordert, um Verformungen durch ungleichmäßige Erstarrung zu vermeiden.
LPDC-Gussformen sind der Standard für leichte EV-Bauteile, wobei die Füllgeschwindigkeit auf 0,8–1,2 m/s optimiert wird, um Füllfehler an dünnen Wänden zu verhindern.
CPC-Gegendruckgussformen werden für hochbelastete Strukturteile bevorzugt und verbessern die Zugfestigkeit der Gussteile um 10 % im Vergleich zu herkömmlichen LPDC-Formen.
Schwerkraftgussformen kommen bei dickwandigen EV-Strukturteilen mit einer Wandstärke von über 5 mm zum Einsatz und verfügen über eine offene Entlüftungskonstruktion, um der Einfüllung großer Mengen geschmolzenen Aluminiums gerecht zu werden.
Bei der Procast-CAE-Simulation für EV-Gussformen muss der Temperaturgradient an dünnen Wänden analysiert werden, wobei die lokale Temperaturdifferenz unter 45 °C gehalten werden muss, um Verformungen durch thermische Spannungen zu reduzieren.
H13-Warmarbeitsstahl für EV-Gussformen erfordert eine ultrafeinkörnige Behandlung, wodurch die thermische Ermüdungsfestigkeit bei der häufigen Produktion dünnwandiger Teile um 22 % verbessert wird.
Die Porosität und der Schwund von EV-Bauteilen in der Gussform müssen unter 0,6 % gehalten werden, was strenger ist als die industriellen Standards für gewöhnliche Aluminiumfelgenformen.
Das Angusssystem von EV-Formen nutzt eine sequenzielle Mehrpunktzuführung, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Schrumpfungsfehlern in dünnwandigen Kavitäten im Vergleich zur Einpunktzuführung um 40 % reduziert wird.
Die Testphase für Gussformen von EV-Strukturteilen erfordert fünf aufeinanderfolgende qualifizierte Muster – ein Muster mehr als bei Felgenformen –, um die strukturelle Stabilität zu überprüfen.
Die Toleranz der Formkavitäten für Elektrofahrzeuge wird auf ±0,02 mm geregelt und liegt damit höher als bei herkömmlichen Gussformen, um den Präzisionsanforderungen der Montage von Fahrzeugen mit neuen Energien gerecht zu werden.
Mit der rasanten Entwicklung von Fahrzeugen mit neuen Antriebstechnologien sind Formen für EV-Strukturteile zu einem zentralen, maßgeschneiderten Produkt in der Aluminiumgussformindustrie geworden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Aluminiumfelgenformen zeichnen sich Strukturteile für Fahrzeuge mit neuen Antriebstechnologien durch dünne Wände, komplexe Strukturen und hohe Anforderungen an die mechanische Leistungsfähigkeit aus, was höhere Standards an die Formkonstruktion und -fertigung stellt. LPDC-Gussformen werden häufig für leichte Fahrwerks- und Karosserieteile eingesetzt und nutzen eine präzise Druckregelung, um eine schnelle Formgebung dünner Wände zu ermöglichen. Für Aufhängungs- und tragende Strukturteile mit höheren Festigkeitsanforderungen sind CPC-Gegendruckgussformen die optimale Wahl, da sie durch Hochdruckzuführung die Kompaktheit der Gussteile und deren mechanische Eigenschaften verbessern. Für dickwandige und einfach geformte Strukturteile können kostengünstige Schwerkraftgussformen zum Einsatz kommen. Im Konstruktionsprozess wird die Procast-CAE-Simulation genutzt, um die Füllung dünnwandiger Teile, die Erstarrung und Veränderungen des Temperaturfeldes genau vorherzusagen und so das Problem der leichten Verformung dünnwandiger Gussteile gezielt anzugehen. Der optimierte H13-Warmarbeitsstahlprozess erhöht die Lebensdauer der Form unter Arbeitsbedingungen mit hochfrequenten Temperaturwechseln. Eine strenge Kontrolle der Porosität und des Schrumpfens der Gussform sowie anspruchsvolle Testläufe der Gussform stellen sicher, dass jede Charge von EV-Gussteilen die Präzisions- und Festigkeitsanforderungen der Automobilindustrie erfüllt. Die übergeordnete Konstruktionslogik von EV-Formen legt den Schwerpunkt auf Leichtbau, hohe Festigkeit und hohe Maßhaltigkeit und ermöglicht so die serienmäßige, stabile Produktion von Strukturteilen aus Aluminiumlegierungen für neue Energiefahrzeuge.
Häufig gestellte Fragen
F1: Welche Wandstärke gilt bei EV-Gussformen als dünnwandig? A1: Eine Wandstärke von 2–4 mm, die eine gezielte Optimierung der Kühlung erfordert.
F2: Welche Form eignet sich am besten für hochbelastete EV-Strukturteile? A2: Die CPC-Gegendruckgussform, die die Zugfestigkeit um 10 % verbessert.
F3: Wie hoch ist die maximal zulässige Temperaturdifferenz bei der Simulation von EV-Gussformen? A3: Die lokale Temperaturdifferenz wird streng auf unter 45 °C begrenzt.
F4: Wie lautet der Porositätsstandard für EV-Aluminiumgussteile? A4: Er wird auf unter 0,6 % begrenzt und ist damit strenger als bei gewöhnlichen Radgussteilen.
F5: Wie viele Testläufe sind für EV-Strukturgussformen erforderlich? A5: Für die Freigabe zur Serienfertigung sind 5 aufeinanderfolgende qualifizierte Muster erforderlich.
F6: Wie hoch ist die Kavitätstoleranz bei Präzisionsformen für Elektrofahrzeuge? A6: Hochpräzisionsstandard von ±0,02 mm für die Montage von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben.
F7: Wie lässt sich die Schrumpfung bei dünnwandigen Gussteilen für Elektrofahrzeuge reduzieren? A7: Durch den Einsatz einer mehrpunktigen sequenziellen Zuführung lässt sich die Schrumpfrate um 40 % reduzieren.
