Yeni enerji araç parçalarının CNC işleme talebi yükseliyor: Hafiflemesi ve ısı dağılımı kilit rol oynamaktadır.

Araştırma, yapılandırılmış bir tasarım çerçevesini takip etti. Batarya yuvaları, motor braketleri ve soğutma plakaları dahil olmak üzere kritik NEV alt sistemlerinden bileşenler seçildi. Boyutsal toleransların ve yüzey finisajlarının kesin tanımını sağlamak için SolidWorks kullanılarak tasarım modelleri hazırlandı.

Malzeme özelliği verileri, üretici veri sayfalarından toplandı ve ASTM ve ISO standartlarına göre doğrulandı. İşleme proses parametreleri, önceki endüstriyel raporlardan türetildi ve bir CNC işleme merkezinde deneme üretimi ile doğrulandı.

• İşleme ekipmanı: Gerçek zamanlı izlemeli 5 eksenli dikey işleme merkezi.
• Malzemeler: Alüminyum alaşımları (6061, 7075), paslanmaz çelik (304, 316L).
• Simülasyon: Yük altında termal dağılımı modellemek için Sonlu Elemanlar Analizi (ANSYS).
• Değerlendirme ölçütleri: Boyutsal doğruluk (±0.01 mm), yüzey pürüzlülüğü (Ra ≤ 0.8 μm) ve ısı transfer katsayısı.

Tüm parametreler ve test kurulumları, tekrarlanabilirliği sağlamak için belgelendi.

Alüminyum alaşımları, eşit mukavemetteki paslanmaz çelik bileşenlere kıyasla %45'e varan ağırlık azaltımı sağladı. İşlenmiş alüminyum soğutma plakaları, batarya sistemi verimliliğini destekleyen gelişmiş termal iletkenlik sergiledi.

Tablo 1 Test malzemelerinin mekanik ve termal özellikleri

Simülasyon sonuçları (Şekil 1), alüminyum plakaların eşdeğer termal yükler altında paslanmaz çeliğe kıyasla %20–25 daha düşük çalışma sıcaklıkları elde ettiğini göstermektedir. Bu, batarya ömrünü uzatmayı ve soğutma sistemi gereksinimlerini azaltmayı doğrudan destekler.

Şekil 1 Alüminyum ve paslanmaz çelik soğutma plakalarında sıcaklık dağılımı.

Önceki endüstriyel çalışmalarla (Li et al., 2022; Zhang & Chen, 2023) karşılaştırıldığında, bulgular CNC işleme hassasiyetinin hafif alaşımların performansını daha da iyileştirdiğini doğrulamaktadır. Döküm veya damgalı bileşenlerin aksine, işlenmiş parçalar, NEV'lerde montaj için kritik öneme sahip üstün tolerans kontrolü sergilemiştir.

Gözlemlenen faydalar, alüminyum alaşımlarının yüksek termal iletkenliğinden ve CNC işlemede elde edilebilen hassasiyetten kaynaklanmaktadır. Paslanmaz çelik, güvenlik marjlarının korunması gereken yapısal braketler gibi olağanüstü dayanıklılık gerektiren parçalar için vazgeçilmez olmaya devam etmektedir.

Sonuçlar, sınırlı parti üretimi ile kontrollü laboratuvar koşullarına dayanmaktadır. Büyük ölçekli endüstriyel denemeler, seri üretimde takım aşınması ve maliyet verimliliği gibi ek zorlukları ortaya çıkarabilir.

Üreticiler için, NEV bileşenleri için CNC işlemenin benimsenmesi, hafifletme ve performans arasında denge sağlar. Termal yönetim için alüminyum ve yapısal yükler için paslanmaz çelik gibi hibrit malzemelerin entegrasyonu, optimize edilmiş çözümler sunar.

Sonuçlar, CNC işlemenin NEV parça üretimini ilerletmek için kritik olduğunu doğrulamaktadır. Alüminyum alaşımları üstün ağırlık azaltma ve termal performans sağlarken, paslanmaz çelik yapısal güvenliği sağlar. Her iki malzemenin hassas işleme yoluyla birleştirilmesi, NEV'lerin gelişen ihtiyaçlarını destekler. Gelecekteki araştırmalar, tasarım esnekliğini ve maliyet verimliliğini daha da artırmak için CNC'yi eklemeli üretimle entegre eden hibrit süreçlere odaklanmalıdır.