Bagian struktural profil aluminium yang diekstrusi dalam pembuatan kendaraan

Menurut informasi, sekitar 60% dari pesanan yang ada dari produsen lokomotif dan kendaraan Eropa adalah kendaraan dengan bodi aluminium. 20 tahun yang lalu, pesanan seperti itu hanya 2% - 3%. Sekarang struktur aluminium telah diterapkan dalam es, tgv-2n, etr460, etr500, kereta Talgo Hotel dan kereta berkecepatan tinggi lainnya, serta banyak kendaraan transportasi kereta api pinggiran kota dan perkotaan.

Adopsi bagian struktural profil aluminium yang diekstrusi dimulai pada awal 1970-an. Pada saat itu, kemajuan ilmiah dan teknologi dalam penerapan profil aluminium telah memungkinkan untuk membuat komponen aluminium sesuai dengan bentuk dan ukuran yang diperlukan. Komponen aluminium ini telah diterapkan pada bodi mobil miring kereta apt di Inggris. Namun, pada saat itu, penerapan komponen aluminium yang diekstrusi tidak menghasilkan manfaat besar, yaitu harga material yang lebih tinggi tidak dikompensasi untuk pengurangan beban kerja manufaktur. Pada saat itu, penggunaan bagian struktural ukuran besar hanya mengurangi beban kerja produksi bodi mobil sebesar 40%, dan mengurangi bobot mati bodi mobil sepanjang 26m menjadi 7,5t, sedangkan bobot mati bodi mobil baja sepanjang 26m adalah 11T. Pada 1970-an, departemen kereta api lebih memperhatikan perhitungan total biaya seluruh masa pakai kendaraan (biaya pembelian ditambah biaya operasi dan pemeliharaan). Mereka menyadari bahwa konsumsi energi traksi kereta api harus dipertahankan pada tingkat yang sama, yang sangat tergantung pada bobot diri rolling stock.

Kemudian, beberapa langkah teknis dan teknologi baru, yang paling penting dicapai pada pertengahan 1980-an, seperti adopsi metode ekstrusi bagian struktural ukuran besar dari cangkang lapisan ganda, yang mengurangi kebutuhan untuk pemasangan melintang seminimal mungkin, semakin mengurangi waktu produksi bodi aluminium kendaraan, berkurang 50% dibandingkan dengan kendaraan baja, dan telah dimungkinkan untuk membuat bodi silinder lapis ganda sesuai dengan metode konvensional, dan kemudian pembukaan lubang jendela Operasi pengelasan semuanya selesai dalam proses operasi teknis terpadu, hanya sebagian menggunakan teknologi dan peralatan robot.

Sekarang, ketika departemen kereta api secara bertahap dan lebih mengurangi partisipasi mereka dalam pengembangan kendaraan baru dan menerapkan kebijakan pembelian untuk mengurangi biaya produksi awal dan biaya operasi di masa depan, produsen memiliki kebebasan yang lebih besar dalam mengadopsi struktur dan bahan baru untuk memenuhi persyaratan teknis pelanggan dan beradaptasi dengan tren perkembangan pasar. Bagian struktural profil aluminium yang diekstrusi juga memiliki keuntungan lain dalam memenuhi beberapa persyaratan ketat untuk struktur kendaraan. Misalnya, kekakuan struktur ekstrusi shell lapis ganda dapat memastikan bahwa dampak aerodinamis yang dihasilkan saat kereta berkecepatan tinggi bertemu memiliki kekuatan benturan khusus. Fitur penting lain dari bodi mobil dengan struktur ini adalah kekakuan longitudinalnya yang besar. Rasio kekakuan longitudinal dan melintang bisa mencapai 70:30, sedangkan rasio bodi mobil baja adalah 40:60. Selain itu, profil aluminium juga dapat memenuhi persyaratan bentuk eksternal yang baik, tanpa menggunakan pengisi dan banyak pekerjaan manual. Misalnya, untuk beberapa model Kereta Api Federal Jerman, karena tidak ada pengisi yang digunakan, setelah perhitungan, bersama dengan lapisan cat, berat sendiri bisa 500kg.

Penggunaan bagian struktural profil aluminium yang diekstrusi juga membuat produsen kendaraan menghadapi tugas yang kompleks. Mereka harus menemukan keseimbangan antara harga tenaga kerja dan material, dan membuat desainer berusaha untuk mencapai keseimbangan ini. Harus diklarifikasi bahwa materi hanyalah satu faktor dalam keseluruhan konsep. Proses produksi dan proses teknis yang diadopsi juga harus dirumuskan secara rinci agar sesuai dengan kapasitas produksi perusahaan dan seimbang dengan investasi.

Misalnya, untuk sebagian besar perusahaan manufaktur mesin, meminimalkan cadangan alat produksi adalah prioritas utama. Pilihan bahan dan proses oleh desainer memiliki dampak signifikan pada hal ini. ABB memiliki lini produksi yang dapat memproduksi 8 kendaraan dengan bodi aluminium setiap minggunya, yang mengurangi total biaya penyimpanan material sebesar 8%. Namun, keseimbangan ini mudah dihancurkan karena perubahan dalam proses teknis yang disebabkan oleh penggunaan bahan. Misalnya, ketika transisi dari pengelasan ke ikatan membutuhkan lebih banyak cadangan harian untuk mengkompensasi waktu yang cukup lama yang diperlukan untuk pengerasan ikatan.

Pemasok profil aluminium terkemuka lainnya untuk pembuatan rolling stock adalah perusahaan VAW Jerman. Para pemimpin perusahaan meramalkan bahwa ada tren perkembangan besar dalam standardisasi struktur kendaraan dan adopsi metode desain modul (tren ini telah diperkuat karena permintaan pasar, sehingga mendapat dukungan dari produsen), dan percaya bahwa mengingat permintaan pasar untuk regionalisasi transportasi kereta api lokal di Jerman, beberapa perusahaan swasta akan lebih memperhatikan penggunaan struktur modul standar untuk memenuhi persyaratan masing-masing pemesan ke tingkat yang lebih besar. Saat ini, berbagai produsen lokomotif dan kendaraan Eropa memiliki sejumlah besar ide desain, dan ide-ide ini didasarkan pada desain modul. Transformasi menuju standardisasi dan modularitas ini bermanfaat bagi produsen dan pengguna. Perluasan penggunaan profil aluminium dalam pembuatan kendaraan akan sangat mengurangi siklus produksi karena penggunaan pengelasan otomatis yang lebih luas.

Juga jelas bahwa kendaraan bodi aluminium yang dilas memiliki ketahanan beban benturan yang tinggi, yang kondusif untuk meningkatkan keselamatan berkendara. ABB menginvestasikan 1 juta pound untuk mengatur dan melaksanakan uji penghancuran struktur aluminium, dan memperoleh hasil pengujian yang memuaskan dan lebih penting, yang diharapkan. Perusahaan juga telah mengumpulkan pengalaman praktis yang berharga dalam memperbaiki metode kesalahan kendaraan yang tidak disengaja. Pada awal tahun 1994, uji kerusakan pada sampel uji mobil penumpang dek ganda dari kereta tgv-2n yang dipesan oleh GEC Alstom di Prancis membuktikan bahwa ketika gaya tumbukan adalah 250t, karena energi tumbukan yang diserap 8mj, strukturnya diekstrusi dengan total 80cm, dan bodi aluminium tetap utuh secara keseluruhan.

Pada saat yang sama, pengakuan keunggulan bodi mobil aluminium bukan tanpa masalah. Produsen lokomotif dan kendaraan berbadan baja menyatakan keprihatinan tentang penekanan pada aluminium dalam proses pembuatan kereta es di Jerman, dan melakukan penelitian untuk mengkonfirmasi keunggulan baja pada tahun 1994. Namun, seperti sebelumnya, penggunaan struktur baja menyebabkan peningkatan sekitar 20% pada bobot mati bodi mobil.