Casting a blocchi cilindri: l'arte del casting al centro del motore

Nella moderna produzione di motori a combustione interna, Casting a blocchi cilindri è un processo cruciale. Poiché il nucleo del motore, la resistenza, la conduttività termica e la resistenza all'usura della struttura del blocco del cilindro determinano direttamente la vita e le prestazioni del motore. Come processo ad alta tecnologia che integrano la scienza dei materiali, l'ingegneria meccanica, il trattamento termico e la produzione di precisione, la gettatura a blocchi di cilindri non solo rappresenta il livello di produzione industriale, ma riflette anche la massima ricerca dei dettagli del produttore.

La selezione e l'ottimizzazione del processo di fusione iniziano con la proporzione scientifica dei materiali. Nella maggior parte dei motori tradizionali, la ghisa grigia è ancora il materiale tradizionale per la fusione del blocco cilindri. Le sue buone prestazioni di fusione, le prestazioni di riduzione delle vibrazioni e le prestazioni di elaborazione lo rendono dominante nella produzione di motori a combustione interna. Nel perseguimento di lievi e elevati resistenza, i materiali in lega di alluminio sono stati ampiamente utilizzati nei motori ad alte prestazioni e nei nuovi veicoli energetici negli ultimi anni, in particolare in auto da corsa, motori aeronautici e auto di fascia alta. Sebbene la lega di alluminio abbia una bassa densità ed è facile da dissipare il calore, ha requisiti più rigorosi sul processo di fusione, che promuove anche l'evoluzione continua della tecnologia di fusione a blocchi cilindri.

La più moderna fusione di blocchi cilindri utilizza la tecnologia di fusione di sabbia. Questo processo costruisce la geometria interna del blocco cilindro creando stampi di sabbia precisi, in particolare il layout della giacca d'acqua di raffreddamento e del sistema dei canali dell'olio. Nella produzione di stampi a sabbia, l'applicazione di nuclei di sabbia stampati in 3D è la svolta tecnologica più accattivante negli ultimi anni. La produzione tradizionale del nucleo di sabbia è ingombrante e ha grandi errori, mentre la stampa 3D può migliorare notevolmente l'accuratezza della fusione e la realizzazione di strutture complesse, che non solo migliorano la qualità complessiva del blocco cilindro, ma riduce anche il ciclo dalla progettazione alla produzione.

Durante il processo di fusione, il controllo di qualità del metallo fuso è la chiave del successo o del fallimento. Parametri come il controllo della temperatura, il rapporto componente, la purezza di fusione e la velocità di versamento devono essere rigorosamente monitorati. Una volta che il metallo fuso contiene troppe impurità o gas, durante il processo di raffreddamento possono formarsi difetti come i pori e le inclusioni di scorie, che influiscono direttamente sulla densità e sulla durata di servizio del blocco cilindro. Nei seminari avanzati di fonderia, la combinazione di attrezzature di fusione digitale e tecnologia di rilevamento della qualità in tempo reale consente di scoprire e correggere questi potenziali problemi nelle prime fasi, garantendo la coerenza e l'affidabilità delle getti.

Anche il processo di raffreddamento e solidificazione è cruciale. Come parte complessa, il processo di solidificazione del blocco cilindro presenta spesso uno stato irregolare. Per prevenire difetti come crepe termiche e fori di restringimento, gli ingegneri utilizzeranno il software di simulazione per eseguire l'analisi del campo termico e ottimizzare il sistema di raffreddamento e la progettazione del riser. Il sistema di controllo di raffreddamento avanzato, combinato con il modello di calcolo della gravità termica, può ottenere un controllo preciso del processo di solidificazione, rendendo la struttura della fusione più compatta e migliorando ulteriormente la resistenza e la durata.

Dopo la fusione, il blocco cilindro deve sottoporsi a una serie di processi successivi come il trattamento termico, la lavorazione e i test non distruttivi. Il trattamento termico può eliminare lo stress di fusione e migliorare le proprietà organizzative, mentre la lavorazione può soddisfare i requisiti di accuratezza dell'assemblaggio. Soprattutto quando si lavorano fori di cilindri, sedili per cuscinetti principali e fori dell'albero a camme, i requisiti per la posizione e la cilindicità sono estremamente elevati. Il centro di lavorazione del collegamento multi-asse e le apparecchiature di misurazione ad alta precisione utilizzate in questo processo assicurano che ciascun blocco cilindro possa soddisfare rigorosi standard tecnici.

Dalla modellazione di progettazione ai test di prodotti finiti, la fusione del blocco cilindri non è più un singolo processo di fusione, ma una collaborazione ingegneristica completa. Integra manifatturiero ad alta precisione, sistemi di monitoraggio intelligenti, ingegneria dei materiali e concetti sostenibili ed è una parte indispensabile di una potenza di produzione.