ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับอุตสาหกรรม
การออกแบบโครงสร้างน้ำหนักเบาน้ำหนักเฟรมกลายเป็นข้อกำหนดหลักในผลิตภัณฑ์ยานยนต์ไฟฟ้า โดยเฉพาะจักรยานไฟฟ้า สกูตเตอร์ไฟฟ้า และรถจักรยานยนต์ไฟฟ้า การลดน้ำหนักเฟรมช่วยเพิ่มระยะทาง การควบคุม และประสิทธิภาพการผลิตโดยตรง ในบรรดาวัสดุที่มีอยู่โลหะผสมอลูมิเนียม 6061-T6ได้กลายเป็นหนึ่งในวิธีการแก้ปัญหาที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุดสำหรับผู้ผลิต OEMเนื่องจากมีความสมดุลระหว่างความแข็งแรง ความสามารถในการเชื่อม และความคุ้มค่า
จากการวิเคราะห์ในอุตสาหกรรมพบว่า เฟรมอลูมิเนียมโดยทั่วไปแล้ว...เบากว่าเหล็ก 30-40%ในขณะเดียวกันก็ยังคงความแข็งแรงเพียงพอสำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวัน ทำให้โลหะผสมอะลูมิเนียมเป็นวัสดุที่ใช้งานได้จริงที่สุดสำหรับแพลตฟอร์มยานยนต์ไฟฟ้า (จักรยานไฟฟ้า VTUVIA)
การวิเคราะห์คุณสมบัติวัสดุ 6061-T6
อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนัก
อะลูมิเนียม 6061-T6 มีความแข็งแรงดึงประมาณ310 เมกะปาสคาลและให้ผลผลิตที่แข็งแกร่งประมาณ275 เมกะปาสคาลโดยให้ความแข็งแรงของโครงสร้างที่เพียงพอสำหรับโครงรถ ในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติความเบาไว้ได้ (aluminium-guide.com)
ระดับความแข็งแรงนี้ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถออกแบบโครงสร้างท่อผนังบางได้โดยไม่ลดทอนความทนทาน ซึ่งสนับสนุนการพัฒนาโครงสร้างอลูมิเนียมน้ำหนักเบา
ข้อได้เปรียบด้านความหนาแน่นและน้ำหนัก
ความหนาแน่นของโลหะผสมอะลูมิเนียม (~2.7 กรัม/ซม³) ต่ำกว่าเหล็กอย่างมาก ซึ่งส่งผลให้โครงสร้างรถยนต์มีน้ำหนักเบาขึ้น โดยทั่วไปแล้ว เฟรมอะลูมิเนียมจะมีเบากว่าโครงเหล็ก 30-40%ปรับปรุงด้านการพกพาและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (จักรยานไฟฟ้า VTUVIA)
ความต้านทานการกัดกร่อน
อะลูมิเนียมจะเกิดชั้นออกไซด์ตามธรรมชาติซึ่งช่วยป้องกันการกัดกร่อน ลดความจำเป็นในการเคลือบผิวหนาๆ คุณสมบัตินี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับยานพาหนะร่วมใช้และยานพาหนะสัญจรในเมืองที่ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมภายนอก (hyritt.com)
ความสามารถในการเชื่อม
เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง เช่น 7075อะลูมิเนียม 6061มีคุณสมบัติในการเชื่อมที่ดีเยี่ยม และนิยมใช้ในการผลิตโครงจักรยาน เนื่องจากเข้ากันได้กับกระบวนการเชื่อมแบบอาร์กอนมาตรฐาน (aluminium-guide.com)
ความสามารถในการขึ้นรูปและการตัดเฉือน
อะลูมิเนียม 6061 ทำงานได้ดีกับกระบวนการไฮโดรฟอร์มมิ่งและการอัดรีด ทำให้สามารถขึ้นรูปท่อรูปทรงซับซ้อนและการออกแบบโครงสร้างแบบบูรณาการ ปรับปรุงความแข็งแกร่งและลดจำนวนชิ้นส่วน (จักรยานไฟฟ้า ClipClop)
ข้อได้เปรียบด้านต้นทุน
เมื่อเปรียบเทียบกับคาร์บอนไฟเบอร์ อะลูมิเนียมมีต้นทุนวัสดุและการผลิตที่ต่ำกว่ามาก ในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งไว้ได้ จึงเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมสำหรับการผลิตแบบ OEM ขนาดใหญ่(จักรยานไฟฟ้า VTUVIA)
ข้อดีของการประยุกต์ใช้ในโครงสร้างเฟรมสำหรับยานพาหนะไฟฟ้า
โครงจักรยานไฟฟ้า
เฟรมจักรยานไฟฟ้าอะลูมิเนียมโดยทั่วไปมีน้ำหนักระหว่าง7–15 ปอนด์ซึ่งจะช่วยลดน้ำหนักโดยรวมของรถและเพิ่มความคล่องตัวในการขับขี่ (เลมโม)
โครงสกูตเตอร์ไฟฟ้า
โครงสกูตเตอร์อลูมิเนียมมีขนาดประมาณเบากว่าเหล็ก 30%ทำให้พกพาสะดวกและมีประสิทธิภาพในการเดินทางที่ดีขึ้น (hyritt.com)
โครงรถจักรยานยนต์ไฟฟ้า
สำหรับรถจักรยานยนต์ไฟฟ้า6061-T6รองรับโครงสร้างท่อเสริมแรงที่สามารถรับแรงบิดได้สูงขึ้น ในขณะที่ยังคงรักษาน้ำหนักให้เหมาะสม
แพลตฟอร์มการเดินทางร่วมกัน
เฟรมอลูมิเนียม 6061 มีคุณสมบัติทนทานต่อการกัดกร่อนและใช้งานได้ยาวนาน เหมาะอย่างยิ่งสำหรับยานพาหนะที่ใช้ร่วมกันซึ่งใช้งานในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง
เปรียบเทียบกับวัสดุโครงสร้างอื่นๆ
| วัสดุ | ความหนาแน่น | ความแข็งแกร่ง | ค่าใช้จ่าย | การใช้งานทั่วไป |
| อะลูมิเนียม 6061-T6 | ต่ำ | ปานกลาง-สูง | ปานกลาง | จักรยานไฟฟ้า, รถจักรยานยนต์ไฟฟ้า |
| เหล็ก | สูง | สูง | ต่ำ | สินค้า / งานหนัก |
| คาร์บอนไฟเบอร์ | ต่ำมาก | สูงมาก | สูงมาก | โมเดลประสิทธิภาพ |
| โลหะผสมแมกนีเซียม | ต่ำมาก | ปานกลาง | สูง | น้ำหนักเบาระดับพรีเมียม |
เฟรมคาร์บอนไฟเบอร์สามารถเบากว่าอะลูมิเนียม 20-30%แต่มีราคาแพงกว่ามากและซ่อมแซมยากกว่า (คาร์บอนฮอนท์)
โครงเหล็กมีความทนทาน แต่มีน้ำหนักมากกว่าและต้องมีการป้องกันการกัดกร่อน
เฟรมแมกนีเซียมมีน้ำหนักเบากว่าเฟรมอลูมิเนียม แต่มีต้นทุนการผลิตสูงกว่า (hyritt.com)
กระบวนการผลิตและการออกแบบโครงสร้าง
การขึ้นรูปด้วยการอัดรีด
อะลูมิเนียม 6061 มักถูกขึ้นรูปด้วยการอัดรีดเป็นท่อที่มีรูปทรงตามสั่ง เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและลดน้ำหนัก
กระบวนการเชื่อม (TIG/MIG)
โดยทั่วไปแล้ว เฟรมที่ทำจากเหล็ก 6061 จะเชื่อมด้วยกระบวนการ TIG หรือ MIG จากนั้นจึงทำการอบชุบความร้อนเพื่อคืนความแข็งแรง
การอบชุบความร้อน T6
สภาวะ T6 เกี่ยวข้องกับการอบชุบด้วยความร้อน การชุบแข็ง และการบ่มเทียม ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความทนทาน (aluminium-guide.com)
การเสริมแรงโครงสร้าง
ผู้ผลิต OEM มักจะผสานรวมสิ่งต่อไปนี้:
●ท่อแบบปลายคู่
●บริเวณท่อส่วนหัวที่เสริมความแข็งแรง
●ตัวเรือนแบตเตอรี่แบบรวม
●ท่อล่างขึ้นรูปด้วยระบบไฮโดรฟอร์ม
เทคนิคเหล่านี้ช่วยปรับปรุงการกระจายแรงและเพิ่มความต้านทานต่อความล้า
การเปรียบเทียบอะลูมิเนียม 6061 กับ 7005/7075
อะลูมิเนียม 7005 มีความแข็งแรงดึงสูงกว่าเล็กน้อย (~350 MPa) แต่ไม่เหมาะสำหรับการเชื่อม ในขณะที่ 6061 มีคุณสมบัติในการผลิตที่ดีกว่าสำหรับการผลิตจำนวนมาก
อะลูมิเนียม 7075 มีความแข็งแรงกว่า แต่เชื่อมยาก ทำให้มีข้อจำกัดในการใช้งานในโครงสร้างเฟรม (aluminium-guide.com)
มูลค่าการผลิตแบบ OEM/ODM
●ข้อดีเรื่องน้ำหนักเบา
การลดน้ำหนักเฟรมช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้แบตเตอรี่และสมรรถนะการขับขี่
●การควบคุมต้นทุน
อะลูมิเนียม 6061 ช่วยให้สามารถผลิตได้ในปริมาณมากด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับคาร์บอนไฟเบอร์
●ประสิทธิภาพการผลิตแบบกลุ่ม
สามารถใช้งานร่วมกับกระบวนการเชื่อมและการอัดขึ้นรูปอัตโนมัติได้
●การออกแบบเฟรมแบบโมดูลาร์
รองรับตัวเรือนแบตเตอรี่แบบรวม และชิ้นส่วนโครงสร้างที่สามารถถอดเปลี่ยนได้
โลหะผสมอลูมิเนียม 6061-T6ยังคงเป็นหนึ่งในวัสดุโครงสร้างที่สมดุลที่สุดสำหรับผลิตภัณฑ์ยานยนต์ไฟฟ้า การผสมผสานระหว่างความแข็งแรง ความสามารถในการเชื่อม การต้านทานการกัดกร่อน และความคุ้มค่า ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับผู้ผลิต OEMกำลังพัฒนาจักรยานไฟฟ้า, สกูตเตอร์ไฟฟ้า, และรถจักรยานยนต์ไฟฟ้า.
สำหรับงานผลิตขนาดใหญ่และการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างน้ำหนักเบา 6061-T6 ยังคงเป็นโซลูชันทางวิศวกรรมที่เชื่อถือได้
คำถามที่พบบ่อย
โลหะผสมชนิดนี้เป็นที่นิยมในหมู่ผู้ผลิต OEM เนื่องจากมีคุณสมบัติที่สมดุลอย่างยอดเยี่ยมทั้งในด้านความแข็งแรง การเชื่อม การต้านทานการกัดกร่อน และความคุ้มค่า เมื่อเทียบกับเหล็กแล้ว โครงอะลูมิเนียมโดยทั่วไปจะเบากว่า 30-40% ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อระยะทางการวิ่งและสมรรถนะการควบคุมรถ
วัสดุนี้มีความแข็งแรงดึงประมาณ 310 MPa และความแข็งแรงครากประมาณ 275 MPa ระดับความแข็งแรงนี้ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถออกแบบโครงสร้างท่อผนังบางที่ยังคงความแข็งแกร่งของโครงสร้างสูงในขณะที่บรรลุเป้าหมายด้านน้ำหนักเบาได้
สภาวะ T6 เกี่ยวข้องกับกระบวนการอบชุบด้วยความร้อน การชุบแข็ง และการบ่มเทียม ขั้นตอนการผลิตที่สำคัญนี้ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความทนทานของอะลูมิเนียมอย่างมาก ทำให้มั่นใจได้ว่าสามารถรับแรงบิดที่ซับซ้อนซึ่งจำเป็นสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าได้
แม้ว่าเฟรมคาร์บอนไฟเบอร์จะเบากว่าเฟรมอลูมิเนียม 20-30% แต่ต้นทุนวัสดุและการผลิตของอลูมิเนียมนั้นต่ำกว่ามาก นอกจากนี้ อลูมิเนียมยังเหมาะสมกว่าสำหรับการผลิต OEM ขนาดใหญ่ และซ่อมแซมได้ง่ายกว่าโครงสร้างคาร์บอนไฟเบอร์
อะลูมิเนียมจะเกิดชั้นออกไซด์ตามธรรมชาติซึ่งช่วยป้องกันการกัดกร่อนได้ในตัว ลดความจำเป็นในการเคลือบผิวด้วยวัสดุที่มีความหนาแน่นสูง คุณสมบัตินี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับยานพาหนะที่ใช้ร่วมกันและยานพาหนะในเมืองที่ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมภายนอกบ่อยครั้ง
เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสมความแข็งแรงสูงอย่าง 7075 แล้ว อลูมิเนียม 6061 มีคุณสมบัติการเชื่อมที่ดีกว่าและเข้ากันได้กับกระบวนการเชื่อม TIG และ MIG มาตรฐาน ทำให้มีข้อได้เปรียบอย่างมากสำหรับการผลิตเฟรมจักรยานและรถจักรยานยนต์จำนวนมาก
ผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม (OEM) ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการขึ้นรูปของอะลูมิเนียม 6061 โดยใช้กระบวนการไฮโดรฟอร์มมิ่งและการอัดรีดเพื่อสร้างรูปทรงท่อที่ซับซ้อน นอกจากนี้ยังผสานรวมคุณสมบัติต่างๆ เช่น ท่อแบบสองชั้น ท่อส่วนหัวที่เสริมความแข็งแรง และตัวเรือนแบตเตอรี่แบบรวม เพื่อปรับปรุงการกระจายแรงและต้านทานความล้า
แม้ว่าโลหะผสม 7005 และ 7075 จะมีความแข็งแรงดึงสูงกว่า แต่ก็เชื่อมได้ยากกว่ามาก โลหะผสม 7005 มีความเข้ากันได้กับการเชื่อมต่ำกว่า และโลหะผสม 7075 แทบจะไม่ถูกนำมาใช้สำหรับโครงสร้างเฟรมเนื่องจากเชื่อมยาก ในขณะที่โลหะผสม 6061 มีคุณสมบัติในการผลิตที่ดีกว่ามากสำหรับการผลิตในปริมาณมาก
สำหรับรถจักรยานยนต์ไฟฟ้า เหล็กกล้าไร้สนิม 6061-T6 ช่วยเสริมโครงสร้างท่อเสริมแรงที่สามารถรับแรงบิดได้สูงขึ้น ในขณะที่ยังคงรักษาน้ำหนักโดยรวมของรถให้เหมาะสม
สำหรับยานพาหนะที่ใช้ร่วมกัน ข้อดีหลักคือความทนทานและความต้านทานการกัดกร่อนของวัสดุ นอกจากนี้ ความเข้ากันได้กับกระบวนการเชื่อมและการอัดขึ้นรูปอัตโนมัติยังช่วยให้การผลิตเป็นชุดมีประสิทธิภาพสูง ช่วยให้ผู้ประกอบการควบคุมต้นทุนและปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินงานได้
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ PXIDบริการ ODMและกรณีที่ประสบความสำเร็จสำหรับรายละเอียดเกี่ยวกับการออกแบบและการผลิตจักรยานไฟฟ้า รถจักรยานยนต์ไฟฟ้า และสกูตเตอร์ไฟฟ้า โปรดเยี่ยมชมเว็บไซต์ของเราhttps://www.pxid.com/download/
หรือติดต่อทีมงานมืออาชีพของเราเพื่อรับโซลูชันที่ปรับแต่งตามความต้องการของคุณ
เฟซบุ๊ก
ทวิตเตอร์
ยูทูบ
อินสตาแกรม
ลิงค์อิน
เบฮานซ์
ติ๊กต็อก
