新しいアルミニウム技術で高級電気自動車の重量を軽減

自動車の軽量化、エネルギー効率の向上、安全性の向上は、自動車業界全体の課題です。 アメリカの電気自動車メーカー Lucid Motors は、この課題に対処するために新しい革新的なテクノロジーを選択しました。

2021 年に発売された Lucid Air は、AP&T および fischer Group と協力して設計、製造、工業化された、熱間成形された高強度アルミニウムで作られたいくつかのユニークな軽量コンポーネントを使用しています。

「私たちは、この素晴らしい車の実現に貢献する機会を与えられたことを非常に誇りに思っています。 Lucid Motors は、当社の技術を使用して製造された熱間成形された高強度アルミニウム部品を使用した世界初の自動車メーカーの 1 つです。 彼らの成功は私たちにとっても重要なマイルストーンになります」と AP&T の最高営業責任者であるクリスチャン・コロシェッツ博士は述べています。

2015 年、Lucid は、ドア リング、B ピラーの補強材、バッテリー パック保護コンポーネントなど、衝突の危険にさらされるプレス加工の製造のための最先端技術を追求しました。 彼らはAP&Tに連絡を取りました。

エキサイティングな挑戦Lucid は AP&T にいくつかの部品とプロセスの要件を提示し、チームを新しい高度なプロセスに向けて推進し、最終的には軽量、高成形性、強度、延性の高い製品を大量に生産できるようになりました。

当時、AP&T は、高強度アルミニウムを使用して軽量かつ高強度の車体部品を製造する方法を研究することを目的とした革新プロジェクトに深く関わっていました。 これらのプロジェクトの直接の結果として、Lucid は Lucid Air のサプライヤーとして AP&T を選択しました。

「AP&T は有望な新技術を発表しました。 熱間成形により、高強度アルミニウムを使用した複雑な部品形状の製造が可能になったため、潜在的な利点は重大でした。 高い成形性、高強度、軽量の組み合わせにより、コンポーネントの設計を真に最適化することができました。 これにより、ユーティリティ パッケージのスペースをより効率的に使用できるようになり、高レベルの衝突安全性と低エネルギー消費を実現することができ、すべて最終顧客に利益をもたらすことができました」と Lucid の製品担当シニア バイスプレジデント兼チーフ エンジニアの Eric Bach 氏は述べています。

ソリューションの開発 - シミュレーションとプロトタイプ ツール 2017 年には、コンピューター支援エンジニアリング分析を使用して開発作業が加速しました。 AP&T の成形専門家は、成形プロセス中に発生する可能性のある亀裂やしわのリスクを予測する FEM 板金成形シミュレーションを実行しました。 Lucid のエンジニアは、これらのシミュレーションからのフィードバックを活用して、車体コンポーネントの設計を繰り返しました。

同年、AP&T は、新技術の可能性を実証するために、熱間成形高強度アルミニウムの初の本格的な生産ラインを発表しました。 この革新性は名誉ある Altair Enlighten Award を受賞しました。 この評価により、AP&T が正しい道を歩んでいることが確認され、Lucid Motors とのコラボレーションにさらなる弾みが加わりました。

2019 年と 2020 年に、プロセスの堅牢性を検証し、テスト データを作成するためにテストが実施されました。 車体の衝突要件を満たすにはコンポーネントの設計が不可欠ですが、強度、伸び、材料、衝突折りパターンも重要な役割を果たします。 Lucid の材料エンジニアと車体設計者は、AP&T の板金プロセス エンジニアと協力して、必要なコンポーネントの性能を満たす理想的な材料を特定しました。

スウェーデンのウルリセハムンにある AP&T のテストラインでは、さまざまなサプライヤーからのさまざまな高強度アルミニウム合金の多数の試験が実施されました。 チームは、これらの材料サプライヤーが推奨するパラメーターを生産プロセスに導入しました。 このプロジェクト段階で、最適な材料、スタンピングプロセス、熱処理パラメータが定義されました。 プロセスの堅牢性は、サプライヤーの試験研究所での材料試験と、Lucid の材料エンジニアによる重要なコンポーネントの試験を含む集中的な実験研究を通じて検証されました。 FEM 衝突シミュレーションの実行に必要な材料モデルと破損モデルは、Lucid の開発エンジニアによってレビューされました。 Lucid は、モデルを校正するために、AP&T の生産ラインの全プロセス ルートを通過した完成したプレス加工部品から抽出されたテスト サンプルを受け取りました。