从分析检测聊汽车生产的进步

文章来源:中国汽车发动机网 发布日期:2020-04-28   Get Started Now    北京又一期小客车指标摇号结果公布了,0.03%的中签率让不少泡在摇号池里6年以上的无车一族接近绝望。即便是现在转成新能源指标也要再等上9年。可以说疫情的突然来袭,让人们认识到了拥有一辆私家车是多么的重要。    疫情导致全球多家汽车工厂停工,牵一发而动全身,对于一辆由上万个零件组成的汽车来说。生产一辆汽车不仅需要主机厂,还有零部件供应商,OEM与管理机构和供应链的协同配合等。   前不久看到一篇日立分析仪器公司镀层分析产品的产品经理马特·克林纳的文章,阐述了汽车核心元件原材料的质量安全及发展方向。设计再前卫,技术再先进的汽车,丧失了质量可靠性与安全性,就是一副空壳。传统燃油车也好,新能源汽车也罢,质量的安全和稳定性,都是重中之重。如何提升锂离子电池的稳定性?如何为搭载了车联网系统的车辆测试把关?闪闪发光的镀铬镀层,车漆和车内相关聚合物喷涂工艺是否达标?这些我们汽车媒体人平时试车评车时所接触不到质量品控层面的东西,都能在这篇文章中找到答案。      XRF锂离子电池检测技术 锂离子电池在未来几年将在为中国汽车业提供动力方面发挥重要作用。不过就像我们担心电动车的续航里程一样,电动车所使用的锂离子电池本质上就是不稳定的,这是由于电池内存在金属污染物。这些杂质从阴极迁移到阳极,导致短路、过热乃至发生起火自燃的风险。靠近中心隔板的较大颗粒比靠近阴极集电器的较小颗粒风险更大。这使得电池制造商有必要控制电池内金属颗粒的大小和分布,以避免潜在的危险。   FT160 XRF分析仪 日立分析仪器公司在X射线荧光光谱分析(XRF)领域处于领先地位,XRF是锂离子电池制造过程中检测污染物的重要技术。XRF具有速度快、成本低、过程无损等优点。   EA8000 X射线分析仪 EA8000的推出是为了满足正在开发的汽车动力电池日益增长的质量控制需求。日立分析仪器公司开发了一种新的粒子检测技术,与X射线透射法相结合,大大缩短了成像时间。检测时间可以缩短到3到10分钟,比传统技术缩短100多倍。    为了与行业中创新的产品以及新的法规保持一致,材料分析的手段一直在迅速变化。OES(直读光谱)、XRF(X射线荧光)、LIBS(激光诱导击穿光谱)和TA(热分析)等技术的不断发展和应用,使整个汽车企业的分析变得更加容易,巨大的商业潜能被释放。       连通供应商让检测仪器紧跟时代新品   为了提升竞争力,车企开始逐步缩短一款车型的生命周期。随着新车型的上线,销量的逐步走高,OEM与管理机构和供应链的密切合作非常重要。不少公司已经有了用于生产控制和质量保证的分析仪器,但更改产品或部件规格可能需要重新评估仪器了。    通过将软件更新到最新版本以利用新的生产力功能,或者通过创建新的校准来处理材料规格或公差的更改,仪器可能会受益。这些通常都是简单、廉价和无破坏性的改进。然而,在某些情况下,仪器可能不再适合用途,可能需要更换为功能更强大的模型。无论是提供测量较小特征的能力,还是以更高的精度进行测量,以实现必要的性能目标并降低使用过量材料的成本。所以要与供应商建立牢固的合作伙伴关系,以确保分析仪器保持最新状态才是重中之重。       为“审美”把关    当代汽车的设计反映了消费者对先进技术、美学和性能的渴望,以及满足这些期望的市场竞争性质。原始设备制造商面临的挑战是确保基础元件、聚合物和其他材料都是安全的,并确保部件在尽可能长的时间内继续按照与新部件相同的标准工作。   镀层通常用于电子、绝缘和化妆品应用中机械部件的腐蚀和磨损保护、导电性和可焊性。它们包括镍(Ni)、锌(Zn)、铜(Cu)、金(Au)、钯(Pd)等元素的组合,以及油漆和聚合物。铝锌浸渍旋压紧固件涂料。在装饰方面,铬(Cr)总是很受欢迎,因为它能让汽车闪闪发光。    检查发生在生产的许多阶段,贯穿整个供应链。XRF用于监控电镀生产线、验证进货和进行最终质量控制。电磁计用于质量部门对油漆、金属电镀和阳极氧化进行检查或质量控制      随着电路板容量的增加,高吞吐量分析有助于确保保持质量。XRF分析提供了一个长期的解决方案,以解决在微型化电子产品中实现一致和准确的镀层分析这一挑战。         高精技术与时代发展同步    一套成熟的生产线监测体系,就是要在适当的部位部署适当的技术。将台式机和手持设备集成到工厂自动化流程中。就像新能源汽车产量的增长,促进了对安全锂离子电池的需求。     EA8000 X射线分析仪通过在单个仪器中结合X射线透射成像和X射线荧光分析,快速检测和识别对锂电池性能影响极大的金属污染物,从而提供快速高效的质量控制。EA8000适用于原材料测试、过程控制和故障分析,是保证锂电池质量和性能的有力工具。   … Continue reading 从分析检测聊汽车生产的进步

日立分析:在轻量化的道路上保证材料质量

文章转摘自分析测试百科网 ( Antpedia ) 严格的碳排放法规和激烈的竞争正在导致整个汽车供应链的快速变化。当汽车每减轻100公斤重量时,二氧化碳排放可以每100公里减少8.5克,因此减少汽车重量仍然是当务之急。制造商正在努力从每滴燃油中获取更多收益,而对于EV(电动汽车)而言,则只需一次充电即可获得更多收益。 图片来源于网络 归根结底,答案是通过在整辆车上使用更轻的部件来减轻重量,而不管您使用的是哪种动力技术,使用更轻的材料替代钢材的作用最大。然而,轻量化之路带来了关键的材料分析和质量控制挑战。   材料分析有四种关键技术:激光诱导击穿光谱(LIBS),光发射光谱(OES),热分析(TA)和X射线荧光(XRF)。OES,XRF和LIBS都非常通用,特别是在识别金属时。另一方面,TA研究材料随温度变化的特性。   在这里,我们考虑技术如何使行业确保材料满足质量要求。   变革背后的推动力 汽车发展的主要动力是环境。当前旨在减少排放的立法正在推动汽车零部件材料的创新,并且,随着全球标准变得越来越严格,变革的步伐正在加快。 图片来源于网络 为了应对日益增加的污染,欧洲排放标准变得更具挑战性。根据目前的欧6法规,我们将进入下一阶段的标准,到2021年,新车的平均二氧化碳排放量最大不得超过95g / km。此外,欧盟设定的二氧化碳减排目标为2025年达到15%和2030年达到37.5%。这导致大多数制造商开发了电动动力总成技术并努力减轻重量。 世界协调轻型车辆测试程序(WLTP)于2018年生效,以确保新车符合欧6标准;旨在反映评估二氧化碳排放时的实际驾驶条件。 在中国,标准也越来越严格。符合欧洲排放标准的中国6a将于2020年生效,另外一项标准将于2023年生效。该标准将根据WLTP进行验证,目标是将二氧化碳排放量减少90%以上。同样,美国有75%的一氧化碳污染归因于机动车,环境保护署于2020年1月宣布,它正在制定新的规则以减少车辆的排放,并遵循全球榜样,使汽车更轻。 因此,汽车行业及其供应链需要合作,为该行业提供材料创新,使汽车变得更轻。   轻金属的兴起 汽车行业对零部件有非常严格的要求。安全显然是第一位的,许多部件必须是延展性的,以吸收冲击时的能量,而其他部件必须具有强度,以保持结构刚度。 新合金的开发是一门非常精确的科学,对熔体化学进行精确到ppm的分析是避免残留元素的关键,因为残留元素会影响合金的性能。铝和镁合金因其重量轻、成本相对较低并具有许多所需的性能而赢得了业界的青睐。它们可以形成复杂的形状,包括发动机部件、变速箱外壳和结构件。 事实上,预计到2021年,这些零部件的全球市场将以近7%的复合年增长率增长,市场规模将达到480亿美元。 铝 与普通钢材相比,铝的重量只有三分之一,近年来,铝在汽车上的使用量直线上升。2018年,宝马(BMW)在其5系车型中获得了减轻后门重量的概念奖。通过使用铝代替深冲钢板,宝马将后挡板从24.6公斤减少到11.6公斤。到2022年,平均每辆车预计将含有近100公斤的铝,以取代较重的部件。到2025年,汽车行业将占到所有铝消费量(3000万吨) 的四分之一。 然而,要大幅提高铝的强度,您需要添加锂。   第三代铝锂合金可以成为豪华汽车各种部件的组成部分,结合了低密度、低强度、低刚度和抗损伤性。 图片来源于网络 随着铝的提高,提供有效材料分析的技术也在不断发展。快速铝合金分选的首选是手持式LIBS分析仪,而OES仪器除了分析磷和硫之外,还可以分析铝中极低含量的锂(低至0.0005%)。 添加磷和硫通常是为了改善可加工性;但是,它们都对耐腐蚀性有不利影响,因此需要少量添加。为分析铝合金而优化的分析仪将使制造商能够更有效地进行材料分析。   理想情况下,它应该配备一个高性能的光谱仪,能够测量铝合金中的锂,并能够测量硼铝合金。硼和锂不能用任何手持XRF分析仪测量。如果您需要低于5ppm的硼浓度,那么您应该选择OES分析仪以获得最佳结果。   镁 镁比铝轻,是所有结构金属中强度与重量比最高的。它储量丰富,很容易回收,所以它在外壳和空间框架中取代钢和铝,并被广泛用于含铝的合金中也就不足为奇了。欧宝在Vectra车型中使用了镁作为仪表盘支撑,与之前使用的钢管相比节省了5公斤,并简化了制造工艺。   镁确实有缺点;它很脆,没有铝的蠕变抗力。然而,创新可以解决这个问题。澳大利亚莫纳什大学的一个研究小组发明了一种改变镁微观结构的方法,这样它就可以在室温下被压缩成任何形状,而不会破裂。美国能源部还开发了一种工艺,改善了镁的能量吸收和延展性,使其在更大范围的汽车零部件中更具可行性。 图片来源于网络 正在开发的新合金的质量来自于拥有合适工具的制造商。从确保使用正确的材料来控制金属熔体,对组织来说,投资于能够快速准确地为决策提供结果的分析仪是至关重要的。对于ppm级别的合金分析,OES技术提供了最精确的结果,因为该技术覆盖了金属中所有元素的光谱,包括磷、硫和硼,这些元素根本无法用手持LIBS或XRF分析仪进行测量或具有必要的检测极限。新一代OES分析仪专为快速、可靠和经济实惠的熔体和原材料分析而设计。   它们可以分析所有主要的合金元素,并识别金属中极低水平的残留元素、痕量元素和处理元素。   钢铁准备卷土重来 许多钢铁制造商正在开发一种超轻钢,这种钢材更坚固、更便宜,而且重量几乎与铝一样轻,以求夺回市场份额。随着2021年新产品有望上市,人们将很难抗拒更强实力和更低成本的诱惑。 图片来源于网络 五年后,车辆使用的材料很可能比以往任何时候都要多。因此,需要为正确的部件使用正确的材料并验证材料牌号组成,这将是至关重要的。 许多铸造厂在发货时已经在使用分析仪。原材料到厂后再到车间进行检查同样很有价值。确保团队手头有手持XRF和LIBS或OES等工具进行材料分析和质量检查,以验证材料等级,这一点变得越来越重要。   复合材料作为替代方案 比铝轻30%,比钢轻25%,使用复合材料是减轻汽车重量和提高燃油经济性的另一种途径。… Continue reading 日立分析:在轻量化的道路上保证材料质量