Waarom wordt aluminium gebruikt voor auto's?

Aluminium heeft een hoge sterkte-gewichtsverhouding, wat betekent dat het licht en duurzaam is. Automobieltrends in aluminium hebben zich gericht op gewichtsvermindering in voertuigen, een hoofddoelstelling in de industrie om strengere emissiedoelstellingen te halen. Aluminium heeft een hogere sterkte-gewichtsverhouding dan zacht staal. Daarom wordt aluminium vaak gebruikt in grotere crush-zones van voertuigen.

Het gebruik van deze metalen in grotere crush-zones verbetert niet alleen de veiligheid, maar verhoogt ook de prestaties. Ten eerste zorgt de afname in gewicht voor een kortere remafstand. We weten immers allemaal dat een kortere remafstand het verschil kan zijn tussen een bijna-misser of een dodelijke botsing. Ten tweede, bij het vergelijken van de sterkte-gewichtsverhoudingen van metalen, maken de eigenschappen van aluminium het mogelijk om tweemaal de crashenergie van zacht staal te absorberen.

Door de crushzone van een voertuig te vervaardigen van aluminium in plaats van staal, kunnen ingenieurs kreukelzones ontwerpen. Dit betekent dat aluminium kan worden ontworpen om op een zeer specifieke en voorspelbare manier te vouwen in geval van een crash. Daarom kan het aluminium de energie van de crash absorberen en de passagiers helpen beschermen. Dit is uiterst belangrijk in personenvoertuigen.

Van robuuste vrachtwagens met benzinemotor tot sportieve plug-in sedans, aluminium wordt het hot metal in de auto-industrie. Het is algemeen bekend dat aluminium een licht metaal is. Maar lichtere auto's kunnen ook veiligere auto's zijn, en veiligheid is de belangrijkste factor in het ontwerp en de keuze van de klant van een voertuig. Elke kilogram aluminium dat staal vervangt in de autoproductie, vermindert het totale gewicht van het voertuig met nog eens een kilogram.

Het gebruik van 100 kg aluminium in een auto vermindert de CO2-uitstoot met maximaal acht gram per afgelegde kilometer, waardoor tot 46 liter brandstof per jaar wordt bespaard. Daarom worden nu steeds meer auto-onderdelen gemaakt van aluminium. Naarmate steeds meer elektrische auto's op de markt komen, wordt dit steeds belangrijker. Hoe lichter het voertuig, hoe langer het bereik op dezelfde lading, waardoor ze goedkoper te produceren zijn.

Aluminium is ook het perfecte materiaal voor veel van de componenten die elektrische voertuigen gebruiken. Koeloplossingen, batterijframes en kabels worden nu routinematig vervaardigd uit aluminium. Meer dan 90% van het metaal wordt teruggewonnen na het einde van de levenscyclus van het voertuig en hergebruikt om nieuwe aluminiumproducten te maken. Zoals het geval was voor staal, is dit supermetaal het resultaat van een gepatenteerd productieproces voor nanokristallen inbedding dat belooft 20% sterktetoename en gewichtsbesparing op te leveren, vergeleken met standaard aluminiumlegeringen voor auto's.

De afhaalmaaltijd van deze twee trends voor kleinere producenten van primair aluminium over de hele wereld die nauwelijks overleven in de huidige lage prijsmarktomgeving of verliezen hebben, is eenvoudig. Kijk naar potentiële kopers en vind of selecteer vervolgens een of twee van deze duurdere aluminiumlegeringen in stijgende vraag, en tandwielproductie naar hen toe. De doorslaggevende trend die de kenmerken van aluminiumlegeringen in de toekomst voor OEM's voor auto's zal domineren, is superplastische. De AA6111-legering wordt gebruikt in aluminium intensieve modellen ontwikkeld door Jaguar en Land Rover, met koper als legeringsmetaal (kopergehalte van 0,5 tot 0,9 wt%) en is zelfs sterker dan AA6016A, hoewel iets minder corrosiebestendig (deze legering komt vaker voor in de VS).

Innovatieve autofabrikanten zoals Tesla, Jaguar Land Rover, Audi, BMW en Daimler erkennen steeds meer dat goed ontworpen aluminium auto-onderdelen net zo veilig en sterk zijn als staal, maar 40% lichter. Door de fysieke eigenschappen van het metaal aan te passen, kunnen leveranciers autofabrikanten de mogelijkheid bieden aluminiumlegeringen te kiezen die zijn geoptimaliseerd voor de vereiste oplossing, de toepassing en de functie ervan. Nieuwe, superieure en verbeterde aluminiumlegeringen zijn - en zullen waarschijnlijk blijven - de belangrijkste lichtgewicht materialen in voertuigen. Het gebruik van aluminium in combinatie met het gebruik van waterstraalaandrijving maakte het mogelijk om een nieuwe categorie hogesnelheidsveerboten te creëren die volledig van aluminium zijn vervaardigd.

De aluminiumindustrie heeft laten zien hoe deze extra ruimte kan worden gebruikt om de passieve veiligheid te verbeteren door een energieabsorberend crashbeheersysteem in te voeren. De hoge sterkte-gewichtsverhouding en het vermogen om de spanningen van lancering en ruimtevaart te weerstaan, heeft gezien, aluminium dat wordt gebruikt in de Apollo-missies, Skylab, de spaceshuttles en het internationale ruimtestation. Norsk Hydro introduceerde onlangs drie nieuwe aluminiumlegeringen (5083, 5456 en 7020 legeringen) om het superplastische vormproces te verbeteren door de procestijd te verkorten en ze aantrekkelijker te maken voor de auto-industrie. Deze legeringen zijn specifiek bedoeld voor het vormen van warm metaal van aluminiumplaten, voor complexe auto-onderdelen.

Om deze doelen te bereiken en te verbeteren, zijn OEM's begonnen met het onderzoeken van nieuwe aluminiumlegeringen die een nog hogere sterkte en ductiliteit mogelijk maken dan oudere aluminiumseries. .