1.前言

减少重量一直都是汽车工业探寻的目标,但电动汽车中的电池增加了额外的重量。轻量化材料在一定程度上可以弥补这一点,并且越来越受欢迎。

铝是一种轻量化材料,在钢铁之后,它是当今工业中最常用的材料。它可以是板材、锻造件、挤压件或铸造件的形式。汽车工业最近的趋势之一是使用一个大的浇铸铝零件[?1]。这一概念是特斯拉在几年前提出的,他们还提出了一项专利,涉及在碰撞情况下大铸件的减震(shock-absorbing)特性[?2]。特斯拉使用一体化大铸件的例子也被其他汽车品牌所效仿,比如梅赛德斯-奔驰、大众、沃尔沃汽车,以及中国品牌Nio和Xpeng[?3]。在汽车工业中使用大型铝材有可能减少重量,从而扩大范围,在使用二次铝时支持循环经济,并降低装配过程的复杂性。对于TeslaModel3,个部件可以替换为两个特大的。这意味着在制造过程中装配站和焊接机器人的数量大幅减少。另一方面,使用大型铸件产品对汽车工业的设计和制造部门提出了新的要求。

这幅来自沃尔沃汽车的图片展示了一个大型压铸机将如何替换后地板结构中的许多金属板零件。

对于一般的高压压铸(HPDC)工艺,在铸造过程的所有步骤中都介绍了热效应引起的应力和偏差。最后的几何偏差是模具冷却过程中的偏差、喷射步骤、淬火和修剪过程中偏差的总和[?5]。预期的几何偏差和大型金属件的变化还不完全清楚,与标准板材装配工艺相比,有许多未知因素,因为许多较小的板材零件在几个装配站被点焊在一起。用标准的点焊工艺,将大型压铸机与汽车车身白色的其他部件连接,其他连接方法可能会导致几何变化的新的和未知的模式。

为了处理整个产品实现过程中的几何偏差和变化,应用了几何保证。几何保证是一系列措施,旨在尽量减少几何变化的影响[?6]。它们对于实现高几何质量的产品至关重要。然而,几何保证组合中的方法和工具可能需要一些更新和额外的能力,以支持努力实现含有一个或几个特大项的产品的高几何质量。

本文的目的是提出与包含大型压铸产品的几何保证有关的挑战,以及对此类产品的几何保证过程的展望。

2.汽车工业中现有的几何保证方法

详细内容参见原文：W?rmefjord,K.,Hansen,J.,andS?derberg,R.(April19,)."ChallengesinGeometryAssuranceofMegacastingintheAutomotiveIndustry."ASME.J.Comput.Inf.Sci.Eng.December;23(6):.

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