Pièces de coque en aluminium de haute qualité, conçues sur mesure pour les véhicules à énergies nouvelles – usinage CNC 5 axes

Pour répondre aux exigences complètes des modules d'alimentation des véhicules électriques en matière de résistance structurelle, de dissipation thermique et d'assemblage de précision, notre société a entrepris une tâche de traitement par lots pour une coque de batterie de haute précision. Cette pièce est un boîtier unique en alliage d'aluminium doté de plusieurs cavités internes, de brides d'étanchéité et de plusieurs caractéristiques de positionnement sensibles. Cela nécessite une interface d’étanchéité et de gestion thermique fiable avec le module de batterie après l’assemblage.

Le produit est une coque de batterie en alliage d'aluminium usiné d'une seule pièce, remplissant trois fonctions : positionnement des cellules, support structurel et dissipation thermique. La conception comprend des brides d'étanchéité, des trous traversants pour les canaux de refroidissement, des broches de positionnement et des positions de montage filetées, garantissant à la fois la précision géométrique et la finition de surface pour une bonne étanchéité et un bon contact thermique.

Sélection des matériaux : alliage d'aluminium 6063-T6.

Raisons : Bonne usinabilité, état de surface élevé après usinage, conductivité thermique et résistance à la corrosion adaptées aux environnements automobiles ; après des processus d'anodisation appropriés, une couche protectrice stable et un aspect cohérent peuvent être obtenus, facilitant l'assemblage ultérieur et le traitement protecteur.

Fraisage d'ébauche sur trois axes : l'avance de l'outil à grande vitesse élimine l'excès de matière de l'ébauche, laissant une marge d'usinage pour les emplacements critiques et effectuant un traitement de soulagement des contraintes ; des fixations de grande surface et des broches de positionnement sont utilisées pour fixer le flan afin de contrôler la déformation.

Finition sur cinq axes avec un serrage unique : l'usinage simultané sur cinq axes est utilisé pour terminer la finition de la bride d'étanchéité, de la paroi de la cavité de refroidissement et des éléments de positionnement en un seul serrage, réduisant ainsi les erreurs de serrage et l'accumulation de tolérances. Cibles typiques : répétabilité des références d'assemblage ≤ ±0,02 mm, planéité de la bride contrôlée dans les limites ≤ 0,02 mm.

Usinage et filetage des trous : un processus intégré d'alésage et de fraisage est utilisé pour sceller les trous, avec un alésage/filetage de finition effectué dans l'étape finale pour garantir le jeu d'assemblage et la stabilité du couple des pièces d'accouplement.

Ébavurage et nettoyage : toutes les surfaces d'étanchéité et d'assemblage sont chanfreinées avec une faible contrainte et nettoyées par ultrasons/avec un solvant pour éviter que les copeaux n'affectent le joint ou les surfaces de contact thermique.

Sablage (prétraitement) : les surfaces exposées non étanches sont sablées avec de fines billes de verre pour créer une finition mate uniforme, éliminer les marques d'outils et améliorer l'adhérence des revêtements ou anodisations ultérieurs. Les médias résiduels sont éliminés après le sablage et la surface est séchée. Rugosité de surface cible Ra ≈ 1,0–1,5 µm (en fonction du traitement ultérieur).

Anodisation (couche protectrice) : les surfaces extérieures, à l'exclusion de la bride, sont anodisées avec une épaisseur de film contrôlée entre 10 et 14 µm (à base d'acide sulfurique) pour assurer la résistance à la corrosion et la protection d'isolation électrique du boîtier. Les brides d'étanchéité sont protégées ou partiellement préservées mécaniquement pour éviter d'affecter l'ajustement de la surface d'étanchéité.

Traitement local : les surfaces d'étanchéité sont mécaniquement lissées ou polies miroir pour répondre aux exigences d'ajustement des bagues d'étanchéité et des joints. Les trous filetés de l'assemblage sont chimiquement passivés ou électrolytiques selon les besoins.

Dimensions et géométrie : Une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) est utilisée pour effectuer des inspections complètes ou aléatoires de la planéité des brides, des coordonnées de position des trous et de la coaxialité. La résolution et la répétabilité des mesures répondent aux exigences du niveau de 0,005 mm.

Épaisseur de surface et de film : L'épaisseur de la couche anodisée est vérifiée de manière aléatoire à l'aide de jauges d'épaisseur à courants de Foucault et inductives. Après sablage ou polissage, la valeur Ra ​​est vérifiée de manière aléatoire à l'aide d'un rugosimètre. L'apparence est inspectée visuellement pour vérifier la différence de couleur et l'uniformité.

Vérification fonctionnelle : Des tests d'étanchéité à sec ou d'étanchéité à l'air (tests de pression/taux de fuite) sont effectués sur la surface d'étanchéité. Des essais d'assemblage et de couple/clé sont effectués sur les filetages clés et les trous de positionnement pour vérifier la stabilité de l'assemblage.

Critères de libération : Chaque lot est libéré conformément au plan d'échantillonnage basé sur la réussite de l'inspection du premier article (FAI). Des écarts excessifs dans les dimensions clés déclenchent des procédures de reprise ou de réparation.

1 800 unités ont été livrées au cours de la phase de production d'essai, avec un taux de réussite du premier lot de plus de 99 % (les critères de libération du premier article et des lots couvrent les principaux aspects d'étanchéité et géométriques). Après anodisation et sablage, le boîtier a fonctionné de manière stable lors des cycles thermiques et des tests accélérés de brouillard salin, présentant un bon ajustement lors de l'assemblage sur site et entrant dans la chaîne d'assemblage de modules sans retouche.