Superior fatigue stressed chassis components

Lettere kjøretøy er en åpenbar måte å redusere energiforbruket og møte strengere miljøkrav i transportsektoren. Substitusjon av materiale representerer en av hoved-metodene for å redusere vekt av kjøretøy og dermed redusere CO2-avtrykk. Substitusjon av stål med aluminium er en nærliggende løsning, men for å opprettholde de samme egenskapene som for tilsvarende del i stål med hensyn på f.eks. styrke og utmatting, kreves inngående prosess- og materialforståelse. I SUFICCS-prosjektet kombinerte vi en nylig utviklet forme-metode med en internt utviklet teknologi og materiale for å oppnå bildeler med ønskede egenskaper og design. En metode, basert på varmebehandling av ekstruderingsemner, for å produsere ekstruderte profiler med høy styrke er utviklet. Ved hjelp av denne metoden er det mulig å øke ekstruderingshastigheten med 150-200% sammenlignet med standard prosessering av ekstruderingsemner, og samtidig oppnå samme styrke i det endelige produktet. Dette materialet er kombinert med en nylig utviklet forme-metode, og resultatet er bildeler med ønskede egenskaper og design. Mekaniske egenskaper, inkludert utmattingsegenskapene til legeringen, er testet i prosjektet, og lab-skala formings-forsøk er utført. Materiale fra disse forsøkene er videre undersøkt for mekaniske egenskaper og mikrostruktur. Den første kontrakten basert på resultater fra dette prosjektet er allerede vunnet og vil komme i produksjon i 2024/2025.

- A novel method for producing high strength extruded profiles has been developed. The method, with the brand name HyperAl, is based on a high strength 6xxx alloy and a new thermal treatment process for the billets. - A new forming method for aluminium automotive parts with high productivity, reduced production time, energy usage and costs. The innovation will allow slimmer automotive parts and better utilization of the volume of the car. The freed volume will allow more space for other parts, such as batteries for electrical cars. - The proposed innovation will allow an overall reduction in car weight and consequently lower CO2 emission for transportation. - Better utilization of the starting material, and reduced waste (estimated to 20-30% less waste) is also a consequence of the proposed innovation. - Increased quantitative knowledge on fatigue properties. This is important input to the FEM modelling and enables improved design process for automotive parts.

The transport section is under constant pressure to produce innovative lightweight solutions that improve vehicle fuel consumption and consequently lower CO2-emissions. In the present project we aim at utilizing a recently developed forming method to be able to make chassis parts in aluminium that has a superior combination of design and mechanical properties. Concerning design, we are aiming at making leaner parts than all existing solutions on the marked today. This will enable better utilization of the volume in the car, and allow extra space for e.g. batteries. Leaner parts have not previously been proposed due to challenges concerning the mechanical properties, in particular fatigue. Until today, the somewhat bulky dimensions have been necessary to meet customer requirements on strength, ductility and fatigue. However, with our new forming technology together with alloys tailor-made for this product, we believe that we will be able to develop this innovation. As part of the development, we need to optimize the heat treatment of the formed material to obtain the desired properties. We also need to address the fatigue properties of the designed parts. The realization of the innovation requires intensive research effort from the industrial partners Neuman Raufoss Technology AS, Neuman Raufoss Development AS, TOTAL DEFENCE GROUP AS, Hydro Aluminium and AP&T. The complementary research effort from the research partners (SINTEF Industry and SINTEF Manufacturing) is essential to obtain the envisaged results.