Dit project kwam voort uit een structurele framebuis die werd gebruikt in een elektrische scooter.
In eerste instantie leek de eis niet ingewikkeld: het onderdeel moest licht van gewicht zijn, maar sterk genoeg om trillingen en langdurige rijbelastingen aan te kunnen.
Aan het begin,spuitgietenwas de eerste optie die op tafel lag, vooral omdat het een gebruikelijke en kostenvriendelijke manier is om dit soort geometrie te maken.
Maar toen we eenmaal dieper in de toepassing keken en vroege monsters begonnen te beoordelen, werden enkele structurele problemen duidelijker.
Met conventioneelspuitgietenDe uiterlijke vorm was prima, maar intern was de situatie minder stabiel dan verwacht.
In sommige dikkere gebieden merkten we een kleine porositeit op, en de dichtheid was niet volledig consistent over het hele onderdeel. Deze problemen zijn niet ongebruikelijk bij het gieten, maar voor een structurele dragende buis worden ze in de loop van de tijd onder trillingen steeds belangrijker.
Aan de andere kant zou volledig smeden de sterkte verbeteren, maar het zou ook de ontwerpvrijheid verminderen en de kosten en bewerkingsinspanningen aanzienlijk verhogen.
De echte vraag ging dus niet over “welk proces is beter”, maar eerder:
Hoe balanceren we kracht, kosten en maakbaarheid in één oplossing?
In plaats van te kiezen tussen gieten en smeden, gebruikten we een geïntegreerde giet- en smeedaanpak.
Het belangrijkste verschil is de timing.
In dit stadium is het materiaal nog niet volledig stevig als er druk wordt uitgeoefend in de mal. Het bevindt zich nog steeds ergens tussen vloeibaar en vast, dus het gedraagt zich meer als een vloeiende structuur dan als een vaste structuur.
Hierdoor kan de interne structuur nog steeds bewegen en zich aanpassen tijdens het stollen, in plaats van te worden “gefixeerd” en later gecorrigeerd nadat deze volledig is uitgehard.
Vanuit praktisch oogpunt gaat het niet om het toepassen van meer kracht.
Het gaat meer om het beheersen van de vormingsconditie op het juiste moment.
Als de druk te vroeg of te laat wordt uitgeoefend, is het effect beperkt. Maar als het tijdens het stollen goed wordt gecontroleerd, wordt de interne structuur veel stabieler.
Dit helpt typische gietproblemen zoals porositeit en zwakke interne zones te verminderen, vooral in dikkere delen van het onderdeel.
Nadat we het proces hadden veranderd, was het eerste wat ons opviel dat de interne kwaliteit van batch tot batch stabieler werd.
Het porositeitsprobleem waar we ons zorgen over maakten, was op sommige gebieden nog steeds aanwezig, maar het was veel minder willekeurig vergeleken met de eerste gietmonsters.
Tijdens trillingstesten was het gedrag ook consistenter. Het voelde niet als een grote sprong in de prestaties, maar meer alsof de zwakke punten werden verminderd.
In de meeste gevallen beginnen we pas met dit soort processen te kijken als het gieten alleen niet stabiel genoeg is, maar het volledig smeden nog steeds niet praktisch is.
Het komt meestal naar voren in delen waar het ontwerp al behoorlijk geoptimaliseerd is, dus er is niet veel ruimte om over te stappen naar een zwaarder of duurder proces.
We hebben vergelijkbare situaties gezien bij onderdelen van elektrische scooters, e-bike-constructies en andere lichtgewicht aluminium onderdelen, waarbij sterkte en productie-efficiëntie beide in evenwicht moeten zijn.
Bij veel structurele aluminium onderdelen is de echte uitdaging niet de keuze tussen gieten of smeden.
Het controleert hoe het materiaal zich gedraagt tijdens de vorming.
Zodra dat wordt begrepen, gaat het proces minder over ‘methoden’ en meer over ‘controle’.
Als u momenteel structurele aluminium onderdelen ontwikkelt en met vergelijkbare uitdagingen wordt geconfronteerd op het gebied van sterkte, kosten en maakbaarheid, kan het de moeite waard zijn om de vormaanpak in een vroeg ontwerpstadium te herzien.
Heeft u al tekeningen of een concept, deel deze dan gerust. Op basis van soortgelijke projecten die wij hebben uitgevoerd, kunnen wij u een praktisch voorstel doen.
