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  • 全球道路脫碳化
    全球道路脫碳化

    根據國際交通論壇的一份報告,與 2015 年水平相比,到 2050 年,全球交通活動預計將增加一倍。隨著氣候變化成為全球關注的問題,我們必須生產出更高效、使用更環保燃料的車輛。全球領先的山特維克可樂滿(SandvikCoromant)金屬切削業務部門的汽車產品報價管理高級經理 Eduardo Debone 在本文中探討了金屬切削中的材料選擇和創新如何有助于轉型更環保的車輛。?

    盡管新冠(COVID-19)疫情導致運輸活動在短期內減少,但隨著全球人口的增加和經濟的持續發展,未來幾十年的汽車使用量仍將上升。生產更多汽車來滿足日益增長的需求是不可避免的 —— 真正的挑戰是讓它們更環保。國際能源署 (IEA) 報告稱,在燃料燃燒產生的直接二氧化碳排放量中,交通運輸已占24%,其中道路車輛占該數字的近四分之三。

    《聯合國氣候變化框架公約 (UNFCCC)》認識到降低運輸部門排放量的重要性,因此在 2021年初發布了其交通運輸氣候行動路徑。 《聯合國氣候變化框架公約》的愿景是,到2050年,客運和貨運在轉用更可持續的車輛技術后將完全脫碳。要實現這一轉變,需要兩方面措施并舉,一是向零排放交通運輸方式轉型,二是提高車輛效率。



    電動汽車的演變

    零排放交通運輸方式之一就是電動汽車 (EV),國際能源署 (IEA)執行董事 FatihBirol 表示,電動汽車“在全球實現凈零排放方面發揮著不可或缺的作用”。通過使用電力,特別是來自可持續能源的電力,由電網為電池充電來驅動車輛電機,電動汽車不會產生尾氣排放,因此是比內燃機 (ICE) 車輛更環保的選擇。?

    根據國際能源署的《2021年全球電動汽車展望》報告,截至 2020 年底,全球共有 1000 萬輛電動汽車上路,當年的電動汽車注冊量增長了 41%。雖然電動汽車使用量明顯呈上升趨勢,但其普及速度還可以通過進一步克服里程焦慮(即,擔心車輛不能行駛足夠的里程到達目的地)而加快。

    續航里程不僅僅是電池的問題。除了采用更強大的充電基礎設施和對電動汽車電池設計進行改進之外,還需要減輕車輛每個元件的重量。重量更輕的電動汽車行駛特定距離所需的能量更少,因此一次充電即可行駛得更遠,從而增加其續航里程。

    鋁材料在電動汽車的輕量化方面發揮著重要作用,其重量相比傳統汽車材料(鋼或鑄鐵)要輕得多。事實上,鋁材現已成為一系列車輛部件的常用材料,例如底盤、內部面板、電機外殼和電池外殼等。根據美國鋁業協會鋁運輸部?門(ATG) 的說法,使用鋁材料來減輕電動汽車的重量可以帶來大致相同比例的續航里程增益。例如,如果車輛減重20%,則應該能夠在充電量相同的情況下多行駛 20% 左右的里程。

     

    掌握機械加工技術

    然而,眾所周知,鋁材部件的加工難度更大。鋁比大多數金屬更軟,這使得其加工工藝更具挑戰性。此外,不銹鋼的熔點為 1510 攝氏度,而鋁的熔點為 660 攝氏度。在加工過程中,鋁的熔化溫度較低意味著切屑會因高速摩擦生熱而積聚并粘附在刀具上。這種切屑堆積會使刀具變鈍,從而難以切割坯料。此外,制造商可能會面臨刀具設置耗時、刀具磨損不一致、毛刺形成和表面光潔度差等問題。毛刺和對高速的需求也是一件難事。

    幸運的是,這些挑戰可以通過選擇由先進材料制成的具有優化設計的工具來克服。例如,山特維克可樂滿M5C?90 面銑刀是其M5刀具系列的一部分,專為需要長時間銑削作業的實心鋁材料零件以及粗加工和精加工氣缸蓋、缸體和電動汽車部件而設計。只用一次高效作業,M5C90就可以完成從粗加工到精加工的整個加工過程。在許多情況下,切削深度可達四毫米。該工具可將工具壽命延長五倍,并將加工時間縮短最多達200%。

    此外,M5 刀具系列采用階梯技術,其極耐磨的聚晶金剛石 (PCD) 刀片呈螺旋狀排列并垂直交錯排列,可從軸向和徑向去除工件上的材料。此外,最后一個齒具有修光刃幾何形狀,以進一步確保高質量、平坦的表面光潔度。修光刃刀刃保持在固定位置,無需進行耗時的設置。 M5 系列中的其他刀具包括用于精加工的 M5B90 面銑刀概念和用于小尺寸粗加工和精加工的 M5F90 組合銑刀。

    向電動汽車的轉型有助于降低運輸排放量,而電動汽車可通過提高效率來加速其采用。利用鋁制組件的電動汽車每次充電可以行駛更遠,這有助于克服里程焦慮。汽車制造商通過選用專為鋁材而優化的加工工具,將能夠制造出高質量的鋁制電動汽車組件 —— 從而助推綠色出行潮流。

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    山特維克可樂滿金屬切削技術在線學習

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