অটোমোটিভ উত্পাদনের জন্য কত পুরুত্বের অ্যালুমিনিয়াম শীট উপযুক্ত?

অটোমোটিভ অ্যাপ্লিকেশনে অ্যালুমিনিয়াম শীটের পুরুত্ব: প্রধান পরিমাপ মান

গাড়ির নির্মাণের জন্য অ্যালুমিনিয়ামের পাত উৎপাদনের ক্ষেত্রে কারখানাগুলি প্রায়শই আদর্শ পরিমাপের পদ্ধতির উপর নির্ভর করে। এখানে দুটি প্রধান মান কাজ করে: ম্যাটেরিয়ালস টেস্টিং অ্যান্ড ম্যাটেরিয়ালস (ASTM B209) এর আমেরিকান সোসাইটি থেকে ASTM B209 এবং আন্তর্জাতিক ISO 7599 মান। এই নির্দেশিকাগুলি গৃহীত পুরুত্বের পরিবর্তন নির্ধারণ করে, সাধারণত বেশিরভাগ অটোমোটিভ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রায় 0.03 মিলিমিটার পর্যন্ত। এটি কেন গুরুত্বপূর্ণ? এই মানগুলি মেনে চলা হালকা ওজনের চূড়ান্ত পণ্যে অপ্রয়োজনীয় ভারী ওজন না যোগ করে স্ট্যাম্পিং মেশিন এবং ওয়েল্ডিং সরঞ্জামের কঠোরতা সহ্য করার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী বডি প্যানেল রাখতে সাহায্য করে। সামনের হুডের কথা বিবেচনা করুন। অনেক অটোমেকার 1.2 মিমি পুরু অ্যালুমিনিয়ামের পাত নির্দিষ্ট করে যা এই মানগুলি পূরণ করে কারণ এগুলি উৎপাদনের সময় জটিল বক্ররেখায় আকৃতি দেওয়ার জন্য যথেষ্ট নমনীয় থাকার পাশাপাশি ভাঙ্গনের বিরুদ্ধে ভালো সুরক্ষা প্রদান করে।

শীট মেটালের গেজ এবং পুরুত্ব: বিভিন্ন পদ্ধতির মধ্যে রূপান্তর

The গেজ পদ্ধতি উত্তর আমেরিকাতে এটি এখনও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যদিও এর অ-রৈখিক স্কেল প্রায়শই বিভ্রান্তি সৃষ্টি করে। নিম্ন গেজ সংখ্যা ঘন পাতের নির্দেশ দেয়, যেখানে গাড়ির অ্যালুমিনিয়াম সাধারণত 12 গেজ (2.5 মিমি) এবং 18 গেজ (1.0 মিমি) এর মধ্যে থাকে। গাড়ির সাধারণ পুরুত্বের জন্য এই রূপান্তর টেবিলটি ব্যবহার করুন:

রূপান্তরের ত্রুটি এড়াতে ইউরোপীয় উৎপাদকরা ক্রমশ সরাসরি মেট্রিক পরিমাপ ব্যবহার করছেন বৈশ্বিক সরবরাহ চেইনে।

গাড়ির অ্যালুমিনিয়াম পাতের সাধারণ পুরুত্বের পরিসর (0.6–2.5 মিমি)

আজকাল গাড়িগুলি 0.6 মিমি পুরুত্বের অ্যালুমিনিয়ামের পাত থেকে শুরু করে 2.5 মিমি পর্যন্ত ব্যবহার করে তৈরি করা হয়, যেখানে 0.6 মিমি পুরু পাত তাপ প্রতিরোধক হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং 2.5 মিমি পুরু পাত দুর্ঘটনার সময় আঘাত শোষণের জন্য প্রয়োজনীয় অংশগুলিতে ব্যবহৃত হয়। গত বছর প্রকাশিত একটি গবেষণা অনুযায়ী, আজকের দিনে অধিকাংশ বডি প্যানেল 1.0 থেকে 1.5 মিমি পুরু অ্যালুমিনিয়াম দিয়ে তৈরি করা হয়। এটি স্টিলের সমতুল্য অংশগুলির তুলনায় গাড়ির ওজন 18% থেকে 24% পর্যন্ত কমাতে সাহায্য করেছে। 2.0 থেকে 2.5 মিমি পুরু উপাদানগুলি উৎপাদকরা সাধারণত EV ব্যাটারির কেসিং-এ ব্যবহার করে থাকেন। এই ভারী গেজের উপকরণগুলি ব্যাটারিকে ক্ষতি থেকে রক্ষা করে এবং সঙ্কীর্ণ কক্ষের ভিতরে ভালো ব্যাটারি কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করে।

পুরুত্বের কার্যকারিতা, শক্তি এবং নিরাপত্তার উপর প্রভাব

অ্যালুমিনিয়াম খাদে উপাদানের শক্তি এবং আকৃতি গঠনের ক্ষমতা: কার্যকারিতার প্রয়োজনীয়তা সামঞ্জস্য

গাড়ি তৈরির ক্ষেত্রে, প্রকৌশলীদের অ্যালুমিনিয়ামের পাতের পুরুত্ব কত হওয়া উচিত তা নিয়ে খুব মনোযোগ দিতে হয়। তাঁদের এমন একটি আদর্শ স্থান খুঁজে বার করতে হয় যেখানে অংশগুলি যথেষ্ট শক্তিশালী হবে কিন্তু এতটা ভারী হবে না যে জ্বালানি দক্ষতার ক্ষতি হবে। অ্যালুমিনিয়ামের বিষয়টি হল যখন পাতগুলি পুরুতর হয়, তখন সেগুলি চিরস্থায়ীভাবে বাঁকা হওয়ার আগে আরও বেশি চাপ সহ্য করতে পারে, কিন্তু এটি জটিল আকৃতিতে ঢালাইয়ের জন্য এগুলিকে আরও কঠিন করে তোলে। আজকের দিনে অনেক কারখানায় ব্যবহৃত AA6111 খাদটির উদাহরণ নিন। এটি প্রায় 150 থেকে 200 MPa শক্তি প্রদান করে, যা বেশিরভাগ গাড়ির দেহের অংশের জন্য ভালো কাজ করে। এই উপাদানটির সুবিধা হল যে এটি আপেক্ষিকভাবে শক্তিশালী হওয়া সত্ত্বেও স্ট্যাম্পিং প্রক্রিয়ার সময় ভালোভাবে বাঁকানো যায়। উৎপাদন খরচ বাড়িয়ে না তুলে ভালো গাড়ি তৈরি করার জন্য এই ধরনের ভারসাম্য খুঁজে পাওয়ার জন্য উৎপাদকরা এমন উপকরণ পছন্দ করেন।

পারফরম্যান্সের উপর পুরুত্বের প্রভাব: কঠোরতা, ওজন এবং সংঘর্ষের প্রতিরোধ

প্রতি 0.5 মিমি বৃদ্ধির জন্য ঘন অ্যালুমিনিয়ামের পাতগুলি প্যানেলের কঠোরতা 30–50% পর্যন্ত বৃদ্ধি করে কিন্তু গাড়ির ওজনে 1.2–1.8 কেজি/বর্গমিটার যোগ করে। দুর্ঘটনার সিমুলেশনে দেখা গেছে 35 মাইল/ঘন্টা আঘাতে 1.2 মিমি অ্যালুমিনিয়াম 0.8 মিমি-এর তুলনায় 15% বেশি শক্তি শোষণ করে। নিরাপত্তা এবং দক্ষতা অনুকূলিত করতে উৎপাদকরা হ্রাসযুক্ত পুরুত্বের প্রোফাইল ব্যবহার করে, 1.5 মিমি ক্র্যাশ বীম এবং 0.9 মিমি বাইরের প্যানেলগুলি একত্রিত করে।

জটিল বডি প্যানেল ডিজাইনে অ্যালুমিনিয়ামের পাতের আকৃতি গ্রহণের ক্ষমতা

বাঁকা ফেন্ডার ফ্লেয়ারের মতো আধুনিক অটোমোটিভ ডিজাইনগুলি 20–30% প্রসারণ ক্ষমতা সহ অ্যালুমিনিয়ামের পাত প্রয়োজন করে। পাতলা গেজ (0.6–1.0 মিমি) জটিল বৈশিষ্ট্যের জন্য গভীর আকর্ষণ গঠন সক্ষম করে, যখন ঘন পাত (1.2–1.5 মিমি) সমতল ছাদের প্যানেলগুলিতে মাত্রার স্থিতিশীলতা বজায় রাখে। উন্নত টেম্পারিং প্রক্রিয়া 6000-সিরিজের খাদগুলিকে ফাটল ছাড়াই 8–12 মিমি আকর্ষণ গভীরতা অর্জন করতে দেয়।

অ্যালুমিনিয়ামের পাত বনাম ইস্পাতের শক্তি: প্যানেলের পুরুত্বের বিনিময়

ইস্পাতের সমতুল্য গঠনমূলক শক্তি পাওয়ার জন্য অ্যালুমিনিয়াম বডি প্যানেলগুলির পুরুত্ব প্রায় 1.5 থেকে 2 গুণ বেশি দরকার। উদাহরণস্বরূপ, 1.2 মিমি পুরু একটি অ্যালুমিনিয়াম দরজার ভিতরের প্যানেল 0.7 মিমি ইস্পাতের প্যানেলের স্থান নিতে পারে, যা ওজন প্রায় 40% কমিয়ে দেয়। 2024 সালের অটোমোটিভ ম্যাটেরিয়ালস রিসার্চ অধ্যয়ন অনুযায়ী, এই ঘন অ্যালুমিনিয়াম অংশগুলি ব্যবহার করা সত্ত্বেও যানগুলি সম্পূর্ণ ইস্পাত দিয়ে তৈরি হলে তার চেয়ে 25 থেকে 30% হালকা হয়। বৈদ্যুতিক যানগুলির ক্ষেত্রে এটি বাস্তব পার্থক্য তৈরি করে, কারণ হালকা গাড়িগুলি একটি চার্জে আরও বেশি দূরত্ব অতিক্রম করে এবং নির্গমন মানদণ্ড পূরণ করা অনেক সহজ হয়। ভবিষ্যতের জন্য ডিজাইন করার সময় উৎপাদকরা উপকরণের বৈশিষ্ট্য এবং পরিবেশগত সুবিধার মধ্যে এই আপসের দিকটি ক্রমাগত আকর্ষক বলে মনে করছেন।

অটোমোটিভ উৎপাদনে ব্যবহৃত সাধারণ অ্যালুমিনিয়াম খাদ: 5xxx, 6xxx এবং 7xxx সিরিজ

অটোমোটিভ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অ্যালুমিনিয়াম গ্রেড: 5xxx, 6xxx এবং 7xxx সিরিজের ওভারভিউ

অটোমেকাররা শীট মেটাল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য তিনটি প্রধান অ্যালুমিনিয়াম সিরিজ ব্যবহার করে: 5xxx (ম্যাগনেসিয়াম-ভিত্তিক), 6xxx (ম্যাগনেসিয়াম-সিলিকন), এবং 7xxx (জিঙ্ক-ম্যাগনেসিয়াম)। প্রতিটি সিরিজই ওজনের তুলনায় শক্তির হারে আলাদা সুবিধা প্রদান করে, যেখানে 6xxx খাদগুলি আধুনিক অটোমোটিভ অ্যালুমিনিয়াম অ্যাপ্লিকেশনের 68% এ প্রভাব বিস্তার করে তাদের সন্তুলিত বৈশিষ্ট্যের কারণে।

5000 সিরিজ খাদ: তাপ-চিকিত্সায় অননুমোদিত কাঠামোগত উপাদানগুলিতে ব্যবহার

5xxx সিরিজ ক্ষয়রোধীতায় উৎকৃষ্ট, যা ইউন্ডারবডি শিল্ড এবং কাঠামোগত শক্তিবৃদ্ধির জন্য এটিকে আদর্শ করে তোলে। 2.2–5.5% ম্যাগনেসিয়াম ধারণকারী এই অ-তাপ-চিকিত্সাযোগ্য খাদগুলি কঠোর পরিবেশে শক্তি বজায় রাখে এবং জটিল আকৃতির সহজ ফরমিংয়ের অনুমতি দেয়।

6000 সিরিজ খাদ: তাপ-চিকিত্সাযোগ্য বডি প্যানেলগুলিতে প্রাধান্য

অটোমোটিভ এক্সটেরিয়ার প্যানেলের 75% এর জন্য 6061 এবং 6016 এর মতো 6xxx খাদগুলি ব্যবহৃত হয়। তাদের তাপ-চিকিত্সাযোগ্য প্রকৃতি গঠন এবং রং করার পরে 180–240 MPa প্রত্যাশিত শক্তি অর্জনের জন্য T4 টেম্পার শীটগুলিকে সক্ষম করে, যা ডেন্ট প্রতিরোধের পাশাপাশি হালকা ডিজাইনের জন্য আবশ্যিক হুড এবং দরজার জন্য আদর্শ।

অটোমোটিভ অংশগুলিতে 6061 অ্যালুমিনিয়াম শীটের ব্যবহার: সুবিধা এবং সীমাবদ্ধতা

6061 অ্যালুমিনিয়াম শীট ইস্পাতের সমতুল্য ওজনের চেয়ে 30% হালকা এবং দুর্দান্ত ওয়েল্ডযোগ্যতা প্রদান করলেও এর কম ফরমেবিলিটি এটিকে সমতল প্যানেলগুলিতে ব্যবহারের জন্য সীমাবদ্ধ করে। টেইলার-রোলড ব্ল্যাঙ্ক প্রযুক্তিতে সম্প্রতি হওয়া উন্নতি A-পিলার এবং ছাদের রেলগুলিতে এর প্রয়োগ বাড়িয়েছে।

উচ্চ শক্তির জন্য অটোমোটিভ প্যানেলগুলিতে 7xxx সিরিজ অ্যালুমিনিয়ামের আবির্ভাব

7075 এর মতো 7xxx খাদগুলি অগ্রগামী ইস্পাতের সমতুল্য শক্তি (550 MPa টেনসাইল শক্তি) 40% ওজন হ্রাসের সাথে প্রদান করে। ঠাণ্ডা অবস্থায় ফর্ম করা কঠিন হলেও নতুন উষ্ণ-ফর্মিং কৌশলগুলি ক্র্যাশওয়ার্থিনেসের প্রয়োজন হওয়া বাম্পার সিস্টেম এবং ইলেকট্রিক ভেহিকেল ব্যাটারি এনক্লোজারগুলিতে এগুলির ব্যবহারকে সক্ষম করে।

ধাতু ধরন অনুযায়ী ক্ষয় প্রতিরোধ এবং ওয়েল্ডিংয়ের মানের পার্থক্য

লবণাক্ত জলে 5xxx ধরনের অ্যালুমিনিয়ামের ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে ভালো (0.02 mm/year ক্ষয়, 7xxx এর তুলনায় 0.08 mm/year), আবার 6xxx ধাতুগুলি সেরা ওয়েল্ড জয়েন্ট দক্ষতা প্রদান করে (মূল ধাতুর শক্তির 92%)। দস্তা-সমৃদ্ধ 7xxx ধাতুগুলি ওয়েল্ড করা জয়েন্টগুলিতে চাপজনিত ক্ষয় রোধ করতে বিশেষ ফিলার ধাতুর প্রয়োজন হয়।

যানবাহনের উপাদান অনুযায়ী সুপারিশকৃত অ্যালুমিনিয়াম শীটের পুরুত্ব

গাড়ির দেহের প্যানেলগুলির জন্য সাধারণ অ্যালুমিনিয়াম শীটের পুরুত্ব (1.0–1.5 mm)

বাইরের দেহের অংশগুলি তৈরি করার সময় 1.0 থেকে 1.5 মিমি পুরুত্বের অ্যালুমিনিয়ামের পাত ব্যবহার করে অধিকাংশ গাড়ি উৎপাদনকারী, কারণ এটি শক্তি এবং গাড়িকে হালকা রাখার মধ্যে ভালো ভারসাম্য রাখে। এই পুরুত্বের স্তরে, ধাতুটি আধুনিক গাড়িগুলির জন্য প্রয়োজনীয় সেই জটিল ডিজাইনগুলিতে আকৃতি দেওয়া যেতে পারে, কিন্তু এটি ঘষা বা বিকৃতির বিরুদ্ধেও আরও ভালোভাবে দাঁড়াতে পারে। এবং এটি অনেক গুরুত্বপূর্ণ কারণ গত বছরের J.D. Power-এর জরিপ অনুযায়ী প্রায় দুই তৃতীয়াংশ মানুষ দরজার প্যানেলের টেকসই গুণকে তাদের গুণমানের চেকলিস্টের শীর্ষে রাখে। International Aluminum Institute-এর সংখ্যাগুলি দেখলে আরেকটি সুবিধাও দেখা যায়: যে যানগুলি এই অ্যালুমিনিয়ামের প্যানেল ব্যবহার করে তারা ইস্পাত ব্যবহার করলে তাদের চেয়ে প্রায় 12 থেকে 18 শতাংশ হালকা হয়, যা আজকের বাজারে নিরাপত্তার গুরুত্ব বিবেচনা করলে বেশ চমৎকার।

হুড, ছাদ এবং দরজার প্যানেল: আকৃতি দেওয়ার সামর্থ্য এবং দৃঢ়তার ভিত্তিতে পুরুত্ব নির্বাচন

নির্মাতারা প্রায়শই একক প্যানেলের মধ্যে ধাপে ধাপে বৃদ্ধি পাওয়া পুরুত্ব ব্যবহার করে—টেসলার সাইবারট্রাকের দরজাগুলিতে কব্জির অংশে 1.8 মিমি অ্যালুমিনিয়াম ব্যবহার করা হয় যা জানালার লাইন পর্যন্ত এসে 1.0 মিমিতে পৌঁছায়। ফেডারাল মোটর যানবাহন নিরাপত্তা মান 214 এর পাশের আঘাতের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করার সময় ওজন বন্টনকে অনুকূলিত করার জন্য এই পদ্ধতি ব্যবহৃত হয়।

গাঠনিক শক্তিকরণ: ধসের অঞ্চলের জন্য বেশি পুরুত্ব (1.8–2.5 মিমি)

বাম্পার রেইনফোর্সমেন্ট এবং সাপোর্টিং পিলারের মতো নিরাপত্তা-সংক্রান্ত অংশগুলিতে দুর্ঘটনার শক্তি কার্যকরভাবে পরিচালনা করার জন্য প্রায় 1.8 থেকে 2.5 মিমি পুরু অ্যালুমিনিয়াম শীটের প্রয়োজন হয়। উদাহরণস্বরূপ, পোরশের টাইকান তাদের ব্যাটারি সুরক্ষা গঠনে 2.3 মিমি পুরু 6xxx সিরিজের অ্যালুমিনিয়াম ব্যবহার করে। SAE-এ প্রকাশিত গবেষণা অনুযায়ী (রেফারেন্স নম্বর 2022-01-0345), এই ব্যবস্থাটি সাধারণ ইস্পাত ডিজাইনের তুলনায় প্রায় 40 শতাংশ বেশি শক্তি শোষণ করে। দুর্ঘটনার সময় বিকৃত হওয়ার সময় উপাদানটিকে যথেষ্ট শক্তিশালী রাখার জন্য পুরু অ্যালুমিনিয়াম শীটগুলি 200 MPa এর বেশি প্রত্যাস্থতা সহ্য করে। এছাড়াও, এটি ওজন উল্লেখযোগ্যভাবে কমিয়ে দেয়, ইস্পাত ব্যবহার করলে যা প্রয়োজন হত, তার তুলনায় 28 থেকে 35 শতাংশ হালকা হয়।