자동차 차체 부품용 다이캐스팅 기술: 핸드북 개요

본 개요는 유럽 알루미늄 협회에서 발행한 "The Aluminium Automotive MANUAL"을 기반으로 작성되었으며, 알루미늄을 사용한 자동차 차체 및 차체 부품 제조에 있어 다이캐스팅 기술의 적용에 중점을 둡니다.

Aluminium engine cradle developed for the Ford P2000
Aluminium engine cradle developed for the Ford P2000

1. 차체 부품 및 모듈:

  • 통합: 알루미늄 부품은 다양한 접합 방법을 사용하여 강철 차체 구조에 안전하게 통합될 수 있습니다.
  • 고려 사항: 알루미늄과 강철 간의 갈바닉 부식을 방지하기 위해 설계 및 보호가 필요합니다. 강철과 알루미늄의 열팽창 계수 차이를 설계 과정에서 고려해야 합니다.
  • 도장: 래커 처리된 BIW(Body-In-White)에 알루미늄 부품을 설치하는 것은 일반적으로 정상적인 사용 조건에서 문제가 되지 않습니다. 래커 처리 전에 알루미늄 부품을 통합하려면 잔류 내부 응력 또는 기하학적 변형을 방지해야 합니다.

2. 엔진 크래들 및 엔진 마운트:

  • 기능: 엔진 크래들은 서브시스템에 대한 구조적 지지력을 제공하고, 구성 요소(파워트레인, 프론트 서스펜션, 스티어링 시스템)의 위치를 정하며, 파워트레인 구성 요소를 보호하고, 구조적 강성을 높이는 데 기여합니다.
  • 경량화: 알루미늄 엔진 크래들은 무게를 줄일 수 있는 기회를 제공합니다.
  • 예시:
    • 시트 집약형 알루미늄 엔진 크래들 (포드 P2000): 주조, 하이드로폼 튜브 및 성형 시트 부품을 사용하여 조립되었습니다. 무게 감소 (강철 21.7 kg에서 알루미늄 14.4 kg).
    • 압출 기반 엔진 크래들 (제너럴 모터스): 강철에 비해 32 % 무게 감소.
    • 압출 기반 엔진 크래들 (쉐보레 몬테카를로 및 임팔라): 로봇 MIG 용접으로 조립 된 가공 압출 및 시트 스탬핑으로 구성되었습니다.
    • 주조 알루미늄 엔진 크래들 (메르세데스-벤츠 C 클래스 (C204)): Silafont®-36 합금으로 제작되어 경화 처리되었습니다.
    • 알루미늄 엔진 크래들 (캐딜락 CTS): 큰 중공 주조와 압출재를 결합.
    • 바이메탈 엔진 크래들 (코스마): 튜브 끝에 알루미늄 A356이 캐스팅 된 강철 튜브.
    • 주조 알루미늄 프론트 크로스 멤버 (포르쉐 파나메라): (사진 : GF Automotive).
    • 엔진 마운트 용 캐스트 알루미늄 엔진 브래킷.
      • 고압 다이캐스팅으로 생산 된 알루미늄 엔진 브래킷 : 위에 표시된 브래킷은 무게가 1.5kg이고 BMW 6 기통 엔진 N52 용 합금 Silafont®-36 (AISI9MgMn)으로 생산됩니다. 주조 상태로 사용됩니다. Silafont®-36과 같은 고품질 알루미늄 주조 합금의 적용은 현대식 고성능 엔진 용 브래킷이 동적 하중 (예 : 주조 재료가 높은 파괴 인성을 나타내야 함)과 관련하여 최고의 요구 사항을 충족해야하므로 필요합니다.
      • 캐스트 알루미늄 엔진 브래킷의 기타 예 (사진 : Aluminium Rheinfelden)
Extrusion-based aluminium engine cradle
Extrusion-based aluminium engine cradle
Extrusion-based aluminium engine cradle used for the Chevrolet Monte Carlo and Impala models (Source: Magna)
Extrusion-based aluminium engine cradle used for the Chevrolet Monte Carlo and Impala models (Source: Magna)
All-aluminium assembled engine cradle (Photo: A.O.Smith)
All-aluminium assembled engine cradle (Photo: A.O.Smith)
Cast aluminium engine cradle of the Mercedes-Benz C class (C204) (Photo: Aluminium Rheinfelden)
Cast aluminium engine cradle of the Mercedes-Benz C class (C204) (Photo: Aluminium Rheinfelden)
Cast aluminium front cross member for the Porsche Panamera (Photo: GF Automotive)
Cast aluminium front cross member for the Porsche Panamera (Photo: GF Automotive)
Aluminium engine bracket produced by high pressure die casting (Photo: Aluminium Rheinfelden)
Aluminium engine bracket produced by high pressure die casting (Photo: Aluminium Rheinfelden)
Aluminium torque cross member for the Audi models A4 and Q5 (Photo: GF Automotive)
Aluminium torque cross member for the Audi models A4 and Q5 (Photo: GF Automotive)

3. 서스펜션 스트럿 돔:

  • 기능: 서스펜션 스트럿을 차량에 부착하고, 쇼크 업소버와 스프링을 지지하며, 스티어링 피벗을 포함 할 수 있습니다.
  • 제조: 알루미늄 주조는 다중 부품 강철 어셈블리를 대체하여 무게를 줄이고 제조 단계를 없앨 수 있습니다.
  • 예시:
    • 진공 고압 다이캐스팅으로 생산 된 서스펜션 스트럿 돔 (합금 : GD-AlSi10Mg (A239)).
    • 알루미늄 서스펜션 스트럿 돔 (BMW 5 시리즈 모델, 합금 AlMg5Si2Mn).
    • 알루미늄 서스펜션 스트럿 돔 (포르쉐 파나메라, 합금 AlMg5Si2Mn), 섀시의 강성을 향상시키기 위해 A 필러에 연결되는 구조 암 포함.

4. 프론트 엔드 캐리어:

  • 기능: 프론트 엔드 구성 요소 (헤드라이트, 라디에이터, 냉각 팬)를 수용하고, 안전에 기여하고, 비틀림 강성에 영향을 미칩니다.
  • 재료: 전통적으로 강철 또는 알루미늄, 현재는 혼합 재료 디자인이 많습니다.
  • 예시:
    • BMW 3 시리즈 컨버터블의 프론트 엔드 캐리어 (Silafont®-36 합금으로 제작).
    • 아우디 TT 용 플라스틱-알루미늄 복합 구조로 제조 된 프론트 엔드 캐리어.

5. 크로스 카 빔 (계기판 지지대):

  • 기능: 계기 장치를 장착하고, A 필러를 연결하고, 구조적 지지력을 제공합니다.
  • 요구 사항: 높은 구조적 강성과 안전 성능이 필요합니다.
  • 이점: 알루미늄 계기판은 강철에 비해 무게를 줄일 수 있습니다.
  • 예시:
    • 주조 알루미늄 크로스 카 빔.
    • 압출 계기판 지지대 (SAPA Aluminium).
    • VW PQ24 플랫폼 용으로 생산 된 모든 알루미늄 계기판 지지대.
    • VW PQ24 플랫폼의 계기판 지지대에 사용 된 알루미늄 제품 형태.
    • 아우디 A6/A7 (C7) 용 알루미늄 조종석 캐리어.
    • 메르세데스-벤츠 A 클래스 모델 용 계기판 지지대.

6. 리어 프레임:

  • 예시:
    • 콜벳 ZR-1/LT-1 (C5)에서 리어 프레임 (스페어 휠과 연료 탱크를 지지)은 EN AW-6061 및 EN AW-6063 합금의 알루미늄 압출재를 사용하여 조립되었습니다.

7. 차체 구조의 기타 알루미늄 부품:

  • 응용 분야: 바닥 구조, 스페어 휠 리세스, 내부 칸막이 벽.
  • 예시:
    • 메르세데스-벤츠 SL (R231)의 트렁크 리세스 (합금 EN AW-6016).
    • 메르세데스-벤츠 SL (R231)의 알루미늄 방화벽.
    • Novelis Fusion™™-AS250으로 제작 된 아우디 A8 (D4)의 바닥 구조.
    • 테일러 용접 블랭크를 사용하여 제작 된 메르세데스-벤츠 SL (R231)의 터널.
    • 레인지 로버 (L405)에서 합금 Anticorodal®-300 (T61 템퍼)의 응용.
    • 7xxx 시리즈 초고강도 알루미늄 합금을 사용하여 제작 된 B 필러.
    • 메르세데스-벤츠 SL (R231)에 사용 된 AlMgSi 압출재를 사용하여 제작 된 도어 실.
    • 메르세데스-벤츠 SL (R231) 용 리어 롱기튜디널 세트 (압출 합금 : EN AW-6106).
    • 재규어 XK & F 타입 모델 용 프론트 롱기튜디널 멤버 (EN AW-6014 압출재, EN AW-5754로 제작 된 용접 부착물 포함).
    • 재규어 XK & F 타입 모델 용 B 포스트 아우터 세트 (EN AW-6014 압출재 및 EN AW-5754 부착물).
    • 압출 알루미늄 도어 실 커버 (합금 EN AW-6063).
    • 메르세데스-벤츠 SL (R231) 용 바닥 구조 패널.
    • 아우디 A8 용 캐스트 프론트 알루미늄 롱기튜디널 멤버 (합금 AlSi10MgMnSr).
    • 메르세데스-벤츠 SL (R231)의 캐스트 알루미늄 리어 롱기튜디널 프레임.
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Tags: Aluminum Casting; ,Applications; ,CAD; ,Die casting; ,High pressure die casting; ,radiator; ,STEP; ,자동차