বৈদ্যুতিক যানবাহনের অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ব্যাটারি ট্রের জন্য নিম্নচাপের ডাই কাস্টিং ছাঁচের নকশা

ব্যাটারি হল একটি বৈদ্যুতিক গাড়ির মূল উপাদান, এবং এর কর্মক্ষমতা বৈদ্যুতিক গাড়ির ব্যাটারি লাইফ, শক্তি খরচ এবং পরিষেবা জীবন ইত্যাদি প্রযুক্তিগত সূচকগুলি নির্ধারণ করে। ব্যাটারি মডিউলের ব্যাটারি ট্রে হল প্রধান উপাদান যা বহন, সুরক্ষা এবং শীতলকরণের কাজ সম্পাদন করে। চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে যে মডুলার ব্যাটারি প্যাকটি ব্যাটারি ট্রেতে সাজানো হয়েছে, ব্যাটারি ট্রের মাধ্যমে গাড়ির চ্যাসিসে স্থির করা হয়েছে। যেহেতু এটি গাড়ির বডির নীচে ইনস্টল করা আছে এবং কাজের পরিবেশ কঠোর, তাই ব্যাটারি মডিউলটি ক্ষতিগ্রস্ত হওয়া থেকে রক্ষা করার জন্য ব্যাটারি ট্রেতে পাথরের আঘাত এবং পাংচার প্রতিরোধ করার কাজ থাকা প্রয়োজন। ব্যাটারি ট্রে হল বৈদ্যুতিক যানবাহনের একটি গুরুত্বপূর্ণ সুরক্ষা কাঠামোগত অংশ। নিম্নলিখিতটি বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ব্যাটারি ট্রেগুলির গঠন প্রক্রিয়া এবং ছাঁচ নকশা উপস্থাপন করে।

চিত্র ১ (অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ব্যাটারি ট্রে)
১ প্রক্রিয়া বিশ্লেষণ এবং ছাঁচ নকশা
১.১ ঢালাই বিশ্লেষণ
বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ব্যাটারি ট্রে চিত্র 2-এ দেখানো হয়েছে। সামগ্রিক মাত্রা হল 1106mm×1029mm×136mm, মৌলিক প্রাচীরের পুরুত্ব 4mm, ঢালাইয়ের মান প্রায় 15.5kg, এবং প্রক্রিয়াকরণের পরে ঢালাইয়ের মান প্রায় 12.5kg। উপাদানটি হল A356-T6, প্রসার্য শক্তি ≥ 290MPa, ফলন শক্তি ≥ 225MPa, প্রসারণ ≥ 6%, ব্রিনেলের কঠোরতা ≥ 75~90HBS, বায়ু নিবিড়তা এবং IP67&IP69K প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবে।

চিত্র ২ (অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ব্যাটারি ট্রে)
১.২ প্রক্রিয়া বিশ্লেষণ
নিম্নচাপের ডাই কাস্টিং হল চাপ ঢালাই এবং মাধ্যাকর্ষণ ঢালাইয়ের মধ্যে একটি বিশেষ ঢালাই পদ্ধতি। এতে কেবল ধাতব ছাঁচ ব্যবহারের সুবিধাই নেই, বরং স্থিতিশীল ভরাটের বৈশিষ্ট্যও রয়েছে। নিম্নচাপের ডাই কাস্টিং এর সুবিধা হল নীচে থেকে উপরে পর্যন্ত কম গতিতে ভরাট করা, গতি নিয়ন্ত্রণ করা সহজ, তরল অ্যালুমিনিয়ামের ছোট প্রভাব এবং স্প্ল্যাশ, কম অক্সাইড স্ল্যাগ, উচ্চ টিস্যু ঘনত্ব এবং উচ্চ যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য। নিম্নচাপের ডাই কাস্টিংয়ের অধীনে, তরল অ্যালুমিনিয়াম মসৃণভাবে পূরণ করা হয়, এবং ঢালাই চাপের অধীনে শক্ত হয়ে যায় এবং স্ফটিক হয়ে যায়, এবং উচ্চ ঘন কাঠামো, উচ্চ যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং সুন্দর চেহারা সহ ঢালাই পাওয়া যায়, যা বৃহৎ পাতলা-প্রাচীরযুক্ত ঢালাই গঠনের জন্য উপযুক্ত।
ঢালাইয়ের প্রয়োজনীয় যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য অনুসারে, ঢালাই উপাদান হল A356, যা T6 প্রক্রিয়াকরণের পরে গ্রাহকদের চাহিদা পূরণ করতে পারে, তবে এই উপাদানের ঢালাই তরলতার জন্য সাধারণত বড় এবং পাতলা ঢালাই তৈরির জন্য ছাঁচের তাপমাত্রার যুক্তিসঙ্গত নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন।
১.৩ ঢালা পদ্ধতি
বৃহৎ এবং পাতলা ঢালাইয়ের বৈশিষ্ট্য বিবেচনা করে, একাধিক গেট ডিজাইন করা প্রয়োজন। একই সময়ে, তরল অ্যালুমিনিয়ামের মসৃণ ভরাট নিশ্চিত করার জন্য, জানালায় ফিলিং চ্যানেল যুক্ত করা হয়, যা পোস্ট-প্রসেসিং দ্বারা অপসারণ করা প্রয়োজন। প্রাথমিক পর্যায়ে ঢালাই ব্যবস্থার দুটি প্রক্রিয়া স্কিম ডিজাইন করা হয়েছিল এবং প্রতিটি স্কিম তুলনা করা হয়েছিল। চিত্র 3-তে দেখানো হয়েছে, স্কিম 1 9টি গেট সাজায় এবং জানালায় ফিডিং চ্যানেল যোগ করে; স্কিম 2 ঢালাইয়ের পাশ থেকে 6টি গেট তৈরির ব্যবস্থা করে। CAE সিমুলেশন বিশ্লেষণ চিত্র 4 এবং চিত্র 5-এ দেখানো হয়েছে। ছাঁচের কাঠামো অপ্টিমাইজ করার জন্য সিমুলেশন ফলাফল ব্যবহার করুন, ঢালাইয়ের মানের উপর ছাঁচ নকশার প্রতিকূল প্রভাব এড়াতে চেষ্টা করুন, ঢালাইয়ের ত্রুটির সম্ভাবনা কমাতে এবং ঢালাইয়ের বিকাশ চক্রকে ছোট করুন।

চিত্র ৩ (নিম্ন চাপের জন্য দুটি প্রক্রিয়া পরিকল্পনার তুলনা)

চিত্র ৪ (ভরাটের সময় তাপমাত্রার ক্ষেত্রের তুলনা)

চিত্র ৫ (দৃঢ়করণের পরে সংকোচন ছিদ্র ত্রুটির তুলনা)
উপরের দুটি স্কিমের সিমুলেশন ফলাফল দেখায় যে গহ্বরে তরল অ্যালুমিনিয়াম প্রায় সমান্তরালভাবে উপরের দিকে সরে যায়, যা সম্পূর্ণরূপে তরল অ্যালুমিনিয়ামের সমান্তরাল ভরাটের তত্ত্বের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ, এবং ঢালাইয়ের সিমুলেটেড সংকোচন ছিদ্রযুক্ত অংশগুলি শীতলকরণ এবং অন্যান্য পদ্ধতিগুলিকে শক্তিশালী করে সমাধান করা হয়।
দুটি স্কিমের সুবিধা: সিমুলেটেড ফিলিং এর সময় তরল অ্যালুমিনিয়ামের তাপমাত্রা বিচার করলে, স্কিম ১ দ্বারা গঠিত কাস্টিংয়ের দূরবর্তী প্রান্তের তাপমাত্রা স্কিম ২ এর তুলনায় বেশি অভিন্নতা ধারণ করে, যা গহ্বর পূরণের জন্য সহায়ক। স্কিম ২ দ্বারা গঠিত কাস্টিংয়ে স্কিম ১ এর মতো গেটের অবশিষ্টাংশ থাকে না। সংকোচনের ছিদ্রতা স্কিম ১ এর তুলনায় ভালো।
দুটি স্কিমের অসুবিধা: যেহেতু স্কিম ১-এ তৈরি করা কাস্টিংয়ের উপর গেটটি সাজানো হয়েছে, তাই কাস্টিংয়ের উপর একটি গেটের অবশিষ্টাংশ থাকবে, যা মূল কাস্টিংয়ের তুলনায় প্রায় ০.৭ka বৃদ্ধি পাবে। স্কিম ২ সিমুলেটেড ফিলিং-এ তরল অ্যালুমিনিয়ামের তাপমাত্রা থেকে, দূরবর্তী প্রান্তে তরল অ্যালুমিনিয়ামের তাপমাত্রা ইতিমধ্যেই কম, এবং সিমুলেশনটি ছাঁচের তাপমাত্রার আদর্শ অবস্থার অধীনে রয়েছে, তাই তরল অ্যালুমিনিয়ামের প্রবাহ ক্ষমতা প্রকৃত অবস্থায় অপর্যাপ্ত হতে পারে এবং ঢালাই ঢালাইয়ে অসুবিধার সমস্যা হবে।
বিভিন্ন বিষয়ের বিশ্লেষণের সাথে মিলিত হয়ে, স্কিম ২ কে ঢালাই ব্যবস্থা হিসেবে বেছে নেওয়া হয়েছিল। স্কিম ২ এর ত্রুটিগুলি বিবেচনা করে, ঢালাই ব্যবস্থা এবং গরম করার ব্যবস্থা ছাঁচ নকশায় অপ্টিমাইজ করা হয়েছে। চিত্র ৬-এ দেখানো হয়েছে, ওভারফ্লো রাইজার যোগ করা হয়েছে, যা তরল অ্যালুমিনিয়াম পূরণের জন্য উপকারী এবং ছাঁচে ঢালাইয়ের ক্ষেত্রে ত্রুটির ঘটনা হ্রাস করে বা এড়ায়।

চিত্র ৬ (অপ্টিমাইজড ঢালা ব্যবস্থা)
১.৪ কুলিং সিস্টেম
ঢালাইয়ের চাপ বহনকারী অংশ এবং উচ্চ যান্ত্রিক কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা সম্পন্ন অংশগুলিকে সঠিকভাবে ঠান্ডা বা খাওয়ানো প্রয়োজন যাতে সংকোচন ছিদ্রতা বা তাপীয় ক্র্যাকিং এড়ানো যায়। ঢালাইয়ের মূল প্রাচীরের পুরুত্ব 4 মিমি, এবং দৃঢ়ীকরণ ছাঁচের তাপ অপচয় দ্বারা প্রভাবিত হবে। এর গুরুত্বপূর্ণ অংশগুলির জন্য, চিত্র 7-এ দেখানো হিসাবে একটি শীতলকরণ ব্যবস্থা স্থাপন করা হয়েছে। ভরাট সম্পন্ন হওয়ার পরে, ঠান্ডা করার জন্য জল দিন, এবং ঢালাইয়ের স্থানে নির্দিষ্ট শীতলকরণের সময় সামঞ্জস্য করতে হবে যাতে নিশ্চিত করা যায় যে গেটের প্রান্ত থেকে গেটের প্রান্তে শক্তকরণের ক্রম তৈরি হয় এবং ফিড প্রভাব অর্জনের জন্য গেট এবং রাইজার শেষে শক্ত করা হয়। ঘন প্রাচীরের পুরুত্বযুক্ত অংশটি সন্নিবেশে জল শীতলকরণ যোগ করার পদ্ধতি গ্রহণ করে। এই পদ্ধতিটি প্রকৃত ঢালাই প্রক্রিয়ায় আরও ভাল প্রভাব ফেলে এবং সংকোচন ছিদ্রতা এড়াতে পারে।

চিত্র ৭ (কুলিং সিস্টেম)
১.৫ এক্সস্ট সিস্টেম
যেহেতু নিম্নচাপের ডাই কাস্টিং ধাতুর গহ্বরটি বন্ধ থাকে, তাই বালির ছাঁচের মতো এর বায়ু ব্যাপ্তিযোগ্যতা ভালো থাকে না, এবং সাধারণ মাধ্যাকর্ষণ ঢালাইয়ে এটি রাইজারের মাধ্যমেও নিষ্কাশিত হয় না, তাই নিম্নচাপের ঢালাই গহ্বরের নিষ্কাশন তরল অ্যালুমিনিয়ামের ভরাট প্রক্রিয়া এবং ঢালাইয়ের গুণমানকে প্রভাবিত করবে। নিম্নচাপের ডাই কাস্টিং ছাঁচটি বিভাজন পৃষ্ঠের ফাঁক, নিষ্কাশন খাঁজ এবং নিষ্কাশন প্লাগ, পুশ রড ইত্যাদির মাধ্যমে নিষ্কাশিত হতে পারে।
এক্সস্ট সিস্টেমে এক্সস্ট সাইজের নকশাটি অতিরিক্ত পানি না ফেলে নিষ্কাশনের জন্য সহায়ক হওয়া উচিত, একটি যুক্তিসঙ্গত এক্সস্ট সিস্টেম কাস্টিংকে অপর্যাপ্ত ভরাট, আলগা পৃষ্ঠ এবং কম শক্তির মতো ত্রুটি থেকে রক্ষা করতে পারে। ঢালাই প্রক্রিয়ার সময় তরল অ্যালুমিনিয়ামের চূড়ান্ত ভরাট এলাকা, যেমন পার্শ্ব বিশ্রাম এবং উপরের ছাঁচের রাইজার, এক্সস্ট গ্যাস দিয়ে সজ্জিত করা প্রয়োজন। নিম্নচাপের ডাই কাস্টিংয়ের প্রকৃত প্রক্রিয়ায় তরল অ্যালুমিনিয়াম সহজেই এক্সস্ট প্লাগের ফাঁকে প্রবাহিত হয়, যার ফলে ছাঁচটি খোলার সময় এয়ার প্লাগটি টেনে বের করে দেওয়া হয়, এই পরিস্থিতির দিকে পরিচালিত করে, বেশ কয়েকটি প্রচেষ্টা এবং উন্নতির পরে তিনটি পদ্ধতি গ্রহণ করা হয়: পদ্ধতি 1 পাউডার ধাতুবিদ্যা সিন্টার্ড এয়ার প্লাগ ব্যবহার করে, যেমন চিত্র 8(a) তে দেখানো হয়েছে, অসুবিধা হল উৎপাদন খরচ বেশি; পদ্ধতি 2 0.1 মিমি ফাঁক সহ একটি সীম-টাইপ এক্সস্ট প্লাগ ব্যবহার করে, যেমন চিত্র 8(b) তে দেখানো হয়েছে, অসুবিধা হল পেইন্ট স্প্রে করার পরে এক্সস্ট সীম সহজেই ব্লক হয়ে যায়; পদ্ধতি ৩-এ তার-কাটা এক্সহস্ট প্লাগ ব্যবহার করা হয়েছে, চিত্র ৮(গ) তে দেখানো হয়েছে, ফাঁক ০.১৫~০.২ মিমি। অসুবিধাগুলি হল কম প্রক্রিয়াকরণ দক্ষতা এবং উচ্চ উৎপাদন খরচ। ঢালাইয়ের প্রকৃত ক্ষেত্রফল অনুসারে বিভিন্ন এক্সহস্ট প্লাগ নির্বাচন করা প্রয়োজন। সাধারণত, ঢালাইয়ের গহ্বরের জন্য সিন্টারযুক্ত এবং তার-কাটা ভেন্ট প্লাগ ব্যবহার করা হয় এবং বালির কোর হেডের জন্য সিমের ধরণ ব্যবহার করা হয়।

চিত্র ৮ (কম চাপের ডাই কাস্টিংয়ের জন্য উপযুক্ত ৩ ধরণের এক্সহস্ট প্লাগ)
১.৬ তাপীকরণ ব্যবস্থা
ঢালাই আকারে বড় এবং দেয়ালের পুরুত্বে পাতলা। ছাঁচ প্রবাহ বিশ্লেষণে, ভর্তির শেষে তরল অ্যালুমিনিয়ামের প্রবাহ হার অপর্যাপ্ত। কারণ হল তরল অ্যালুমিনিয়াম প্রবাহিত হওয়ার জন্য খুব দীর্ঘ, তাপমাত্রা কমে যায় এবং তরল অ্যালুমিনিয়াম আগে থেকেই শক্ত হয়ে যায় এবং তার প্রবাহ ক্ষমতা হারায়, ঠান্ডা বন্ধ বা অপর্যাপ্ত ঢালাই ঘটে, উপরের ডাইয়ের রাইজার খাওয়ানোর প্রভাব অর্জন করতে সক্ষম হবে না। এই সমস্যার উপর ভিত্তি করে, ঢালাইয়ের দেয়ালের পুরুত্ব এবং আকৃতি পরিবর্তন না করে, তরল অ্যালুমিনিয়ামের তাপমাত্রা এবং ছাঁচের তাপমাত্রা বৃদ্ধি করা হয়, তরল অ্যালুমিনিয়ামের তরলতা উন্নত করা হয় এবং ঠান্ডা বন্ধ বা অপর্যাপ্ত ঢালাইয়ের সমস্যা সমাধান করা হয়। যাইহোক, অতিরিক্ত তরল অ্যালুমিনিয়াম তাপমাত্রা এবং ছাঁচের তাপমাত্রা নতুন তাপীয় সংযোগ বা সংকোচনের ছিদ্র তৈরি করবে, যার ফলে ঢালাই প্রক্রিয়াকরণের পরে অতিরিক্ত সমতল পিনহোল তৈরি হবে। অতএব, উপযুক্ত তরল অ্যালুমিনিয়াম তাপমাত্রা এবং উপযুক্ত ছাঁচের তাপমাত্রা নির্বাচন করা প্রয়োজন। অভিজ্ঞতা অনুসারে, তরল অ্যালুমিনিয়ামের তাপমাত্রা প্রায় 720℃ এ নিয়ন্ত্রিত হয় এবং ছাঁচের তাপমাত্রা 320~350℃ এ নিয়ন্ত্রিত হয়।
ঢালাইয়ের বৃহৎ আয়তন, পাতলা প্রাচীরের পুরুত্ব এবং কম উচ্চতা বিবেচনা করে, ছাঁচের উপরের অংশে একটি হিটিং সিস্টেম স্থাপন করা হয়। চিত্র 9-এ দেখানো হয়েছে, ঢালাইয়ের নীচের সমতল এবং পাশ গরম করার জন্য শিখার দিকটি ছাঁচের নীচে এবং পাশের দিকে মুখ করে। অন-সাইট ঢালাই পরিস্থিতি অনুসারে, গরম করার সময় এবং শিখা সামঞ্জস্য করুন, উপরের ছাঁচের অংশের তাপমাত্রা 320~350 ℃ এ নিয়ন্ত্রণ করুন, যুক্তিসঙ্গত পরিসরের মধ্যে তরল অ্যালুমিনিয়ামের তরলতা নিশ্চিত করুন এবং তরল অ্যালুমিনিয়াম গহ্বর এবং রাইজার পূরণ করুন। প্রকৃত ব্যবহারে, গরম করার সিস্টেম কার্যকরভাবে তরল অ্যালুমিনিয়ামের তরলতা নিশ্চিত করতে পারে।

চিত্র ৯ (তাপীকরণ ব্যবস্থা)
2. ছাঁচ গঠন এবং কাজের নীতি
নিম্নচাপের ডাই কাস্টিং প্রক্রিয়া অনুসারে, ঢালাইয়ের বৈশিষ্ট্য এবং সরঞ্জামের কাঠামোর সাথে মিলিত হয়ে, গঠিত ঢালাই উপরের ছাঁচে থাকে তা নিশ্চিত করার জন্য, উপরের ছাঁচের উপর সামনের, পিছনের, বাম এবং ডান কোর-টানা কাঠামো ডিজাইন করা হয়। ঢালাই তৈরি এবং শক্ত হওয়ার পরে, উপরের এবং নীচের ছাঁচগুলি প্রথমে খোলা হয়, এবং তারপরে কোরটিকে 4 দিকে টেনে আনা হয় এবং অবশেষে উপরের ছাঁচের উপরের প্লেটটি গঠিত ঢালাইটিকে বাইরে ঠেলে দেয়। ছাঁচের কাঠামো চিত্র 10 এ দেখানো হয়েছে।

চিত্র ১০ (ছাঁচের গঠন)
ম্যাট অ্যালুমিনিয়াম থেকে মে জিয়াং সম্পাদিত