全铝车身的冲压成型工艺


冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力,使板料在模具里直接受到变形力并进行变形,从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料,模具和设备是冲压加工的三要素。按冲压加工温度分为热冲压和冷冲压。前者适合变形抗力高,塑性较差的板料加工;后者则在室温下进行,是薄板常用的冲压方法。它是金属塑性加工(或压力加工)的主要方法之一,也隶属于材料成型工程技术。冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。

当前全铝车身越来越吃香,会不会最终取代钢铁呢?答案是肯定的,但短时间内无法做到。据美国市场研究机构Ducker的一份报告称,目前仅有1%的汽车为全铝车身,预计到2025年,这一数字将达到18%。

奥迪R8采用全铝车身设计,R8车身的高性能复合材料被称为 Audi Space Frame(AFS),其总重量只有 210 公斤,不到钢铁车架的一半重,但是强度和抗冲击性能都十分出色。整个车体成分里,70%是铝合金、13%是增强碳纤维(CFRP)。用奥迪自己的话来说就是:「把正确的材料以正确的数量放在正确的位置」。

视频1:AUDI R8的冲压(铝材)成型车间

视频2:液压成型工艺的结构原理和应用(3D动画)

TESLA特斯拉Model S 97%车身为轻质铝合金打造,一卷铝材的费用是3万美元,打造全车需要50-60种不同的铝卷材,全铝合金车身的重量仅为190kg。TESLA使用的串联式液压冲压生产线(Schuler SMG hydraulic tandem stamping press lines)是全北美最大,世界第六大的冲压生产线,总吨位达到11,000吨,每6秒出一件铝材冲压件,每天可生产出5,000件。

视频3:TESLA MODEL S铝材冲压成型车间

铝材(冲压)成型工艺作为全铝车身汽车的第一大工序也必将经历技术革新的过程。液压成型、伺服成型还是铸铝挤压成型等技术工艺,哪种方案最终能在产能、品质、成本中取得平衡,其或将成为铝材(冲压)成型工艺的主流!

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