P: ¿Cuántas partes menos tiene el motor impulsor de un vehículo eléctrico que el de un motor de combustión interna? 100? 300? O 500? La respuesta es: 1000 más.
Según estadísticas incompletas, un motor de combustión interna convencional generalmente tiene más de 1.400 piezas; mientras que un motor de accionamiento a menudo tiene solo de 100 a 200 partes, lo que reduce casi 1,000 partes.
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Para algunas herramientas, equipos y líneas de producción de procesamiento tradicionales, estas piezas reducidas son como trabajos manuales reemplazados por IA.
Los datos muestran que la demanda del mercado de herramientas de procesamiento especiales para los cinco principales bloques de cilindros, culatas, cigüeñales, bielas y árboles de levas tradicionales está disminuyendo año tras año.
Al mismo tiempo, sin embargo, el proyecto de metalistería para motores eléctricos abre oportunidades completamente nuevas. Por ejemplo, los proyectos de procesamiento de metales, como ejes de motores, carcasas de motores y soportes de baterías, se han convertido en nuevos puntos de crecimiento.
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Aunque diferente de la transmisión mecánica, los requisitos de precisión para el procesamiento de piezas de vehículos de nueva energía nunca se han reducido. Junto con la demanda de formas de piezas ligeras, especiales y complejas, plantea desafíos más agudos para los proveedores de herramientas y máquinas-herramienta.
Mecanizado de precisión de gran diámetro del orificio principal de la carcasa del motor
El tamaño del orificio principal de la carcasa del motor depende del tamaño del estator. Dado que los vehículos eléctricos requieren una densidad de energía suficientemente alta, el diámetro de la bobina en el rotor debe estar dentro de un rango razonable.
Generalmente, el diámetro del estator del motor utilizado en los vehículos eléctricos es de al menos φ200 mm, lo que significa que el diámetro del orificio principal de la carcasa del motor también debe ser superior a φ 200 mm.
Imágenes de carcasas de motores comunes
Para la fabricación de herramientas, φ200 mm ya es una herramienta de gran diámetro.
Para minimizar la pérdida de energía, la coordinación entre la carcasa del motor/eje del motor/estator y otros componentes debe optimizarse al rango más razonable.
Por lo tanto, en el campo del mecanizado, los requisitos para el contenido de mecanizado de la carcasa del motor, especialmente las tolerancias de forma y posición del orificio principal y el orificio del cojinete, son particularmente estrictos. Además, para aumentar la densidad de potencia, el motor debe ser lo más ligero y pequeño posible, lo que también requiere un control perfecto del grosor de la pared de la carcasa del motor.
En resumen, la alta precisión, el gran diámetro, la pared delgada y la fácil deformación son las principales características del procesamiento de la carcasa del motor en la actualidad.
Para garantizar la precisión del mecanizado, la herramienta actual adopta el concepto de herramienta de barra guía y el tamaño se puede ajustar en el nivel µ.
La barra guía de soporte desempeña el papel de soporte, guía y absorción de vibraciones, y el diseño de la barra guía puede compensar la deformación en el procesamiento de agujeros profundos.
Más importante aún, el peso de la herramienta es uno de los factores que restringen el diseño de la herramienta tipo barra. Si se adopta el concepto tradicional de diseño de herramientas, el peso de una herramienta con un diámetro tan grande debe ser de al menos 25 kg.
Para adaptarse al concepto de mecanizado de alta velocidad de las máquinas herramienta modernas, la reducción del peso de tales herramientas es un problema técnico particularmente crítico.
Con el desarrollo de la tecnología de impresión 3D y los materiales metálicos, Kennametal de los Estados Unidos tomó la delantera en la adopción de tecnología avanzada de aplicación de materiales compuestos e impresión 3D, y tomó la iniciativa en la solución del problema de la reducción del peso de la herramienta de corte.
Además, vale la pena señalar que Porsche presentó anteriormente la primera carcasa de motor eléctrico fabricada completamente con tecnología de impresión 3D y fabricación aditiva.
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La carcasa está impresa en 3D capa por capa con polvo de aleación de aluminio de alta calidad, combinado con tecnología de fusión de metales por láser.
La carcasa final de metal impresa en 3D es un 10 por ciento más liviana que las fundiciones tradicionales y, aunque el grosor es de solo 1,5 mm, su rigidez es más fuerte que las piezas similares sin estructura de panal.
Procesamiento de la carcasa del paquete de baterías
Si el motor es como las "patas" de un automóvil, entonces la batería es el "corazón" del automóvil.
La tendencia de desarrollo de las baterías de energía es de alta densidad, alta capacidad y alto voltaje, que corresponden a los tres principales requisitos terminales de rendimiento, duración de la batería y carga rápida.
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soporte del paquete de batería
Esto significa que en el espacio limitado de la carcasa, se deben empaquetar tantos módulos de batería como sea posible y se debe dejar suficiente espacio para el sistema de refrigeración en el interior.
Por lo tanto, la tendencia de procesamiento de la carcasa del paquete de baterías es más delgada, más complicada y más liviana.
Para lograr la máxima economía, el material de inserción PCD y la tecnología de lubricación por neblina de aceite se convierten en la clave.
De acuerdo con las diferentes asignaciones de mecanizado, las tareas de mecanizado y las piezas, la idea central es adoptar diferentes procesos de fresado para reducir la fuerza de corte.
Imagen Fresa de borde helicoidal PCD
Por ejemplo, cuando se mecanizan ciertos contornos, la mejor manera es usar algunas fresas para una gran eliminación de material.
Además del procesamiento tradicional de metales, el automóvil liviano también es la tendencia de los tiempos. Los plásticos de ingeniería y varios materiales compuestos se han convertido en la primera opción para el peso ligero.
Para el procesamiento de estas piezas, podemos inspirarnos en el procesamiento de herramientas en el campo aeroespacial.
Por ejemplo, el uso de herramientas PCD de diamante también puede cumplir con el procesamiento de formas complejas frente a piezas de trabajo como placas de fibra de carbono.
