汽车轻量化材料与工艺
汽车轻量化材料成型新工艺
汽车轻量化材料成型新工艺杨荫⑴，方芳⑵汽车管理学院车辆管理系【摘要】汽车轻量化是汽车产业的发展方向之一，面对节能环保要求和原材料价格上涨压力，加速汽车轻量化进程就越发显得迫在眉睫。
车用材料加工工艺的改进是实现轻量化的有效手段之一。
本文将近年来的一系列与新材料应用有关的新工艺作一介绍。
【关键词】轻量化，材料，新工艺New Technique on Materials of Lightweight CarYang Yin⑴,Fang Fang⑵Automobile Management Institute, Department of Automobile ManagementAbstract：Lightweight car is one of the development directions of the automobile industry.It is imminent to accelerate the process of car in the face of energy saving and environmental protection and the pressure of raw material. This paper introduces new technology about using new materials on recent years. Key words：Lightweight Car,Materials,New Technique1 前沿作为国民经济的重要支柱产业，我国汽车工业近几年呈现出强劲的发展态势，目前仅次于美国、日本，产量居世界第三位。
对汽车而言，环保、安全成为重中之重，无论是从节能减排还是从循环经济的角度，车身轻量化都是一个成效显著的途径。
乘用车车身轻量化势在必行，载货车、客车、轨道车辆车身轻量化亟待突破。
汽车轻量化是一个系统工程，包括轻量化材料的开发和应用，轻量化结构的设计和优化，以及与之相匹配的先进成形技术的改进和发展。
车轻量化(微发泡、薄壁化、以塑代钢)技术应用介绍
薄壁化材料的运用
薄壁化材料运用的优点
能够满足一般产品的性能试验要求，无特殊要求 单品重量减少，能够节省材料投入，通常节省8%~12% 注塑周期缩短，提高生产效率；无需特殊注塑设备，易推广应用
薄壁化材料的运用
模具开发的要求及特点
薄壁化材料的运用
薄壁化材料的运用
产品试制验证及实验方面的要求及特点；
与一般注塑产品相同，无特殊要求
薄壁化材料的运用
应用实例 基本壁厚1.2mm
薄壁化材料的运用
应用实例
用
前端模块简介
• 在汽车行业，为了降低成本，提高竞争力，模块化的设计生产已经成为趋势， “前端模块”应运而生。
• 前端模块将传统意义上的散热器框架集成化，形成一个相对独立的整体连接到 白车身。
• 尤其对于车型改制时，只需变更不同的前端模块（设计）即可。
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以塑代钢技术的运用
前端模块功能
• 前端安装平台
– 为位于白车身前部的各组件提供挂载 点
• 前端支撑平台
– 挂载各组件后静态&动态载荷下变形 满足设计要求
汽车轻量化（微发泡、薄壁化、以塑代钢） 技术应用介绍
1 背景技术
2 微发泡技术的运用
3
薄壁化技术的运用
4 以塑代钢技术的运用
随着时中国汽车产业的高速发展，汽车的质量要求越来越高产业分布 和结构优化迅猛加速，零部件的整体设计制造及成本控制水平将体现各厂家 的核心竞争力。而零部件的薄壁化设计技术是发展方向之一，特别是近年汽 车轻量化快速发展，零部件的轻量化设计水平已经成为衡量各汽车设计中心 技术能力的一个重要指标。对于轻量化的研究引用， 目前与各材料厂家合作 开发、采用高流动性、高韧性、高强度、高刚性的微发泡材料、薄壁化注塑 材料以及以塑代钢材料，同时进行微发泡、薄壁化以及以塑代钢产品结构设 计。
新型轻量化材料和制造工艺
新型轻量化材料和制造工艺随着现代社会的高速发展和人们生活水平的不断提高，对于交通工具的要求也越来越高。
现在，人们对于汽车的要求不再单单是速度和耗油量的问题，还包括安全性、舒适性和环保性等多个方面。
所以，汽车制造商不仅要开发出新型的设计和技术，也要不断研发新型的材料和制造工艺，使汽车更加轻便、强韧和绿色。
其中，轻量化材料和制造工艺的研究和应用取得了很大的进展。
轻量化的汽车，不仅可以降低能源的消耗和减少环境污染，还有助于提高汽车的运动性和安全性。
在轻量化材料和制造工艺方面的应用，目前比较有代表性和前景的有以下几种：一、碳纤维材料碳纤维材料是一种轻质、高强度和高模量的材料。
它具有很好的抗拉强度和弯曲刚度，同时还具有优异的抗冲击性能和疲劳寿命。
因此，碳纤维材料在车身结构、底盘和车轮等部件中得到了广泛的应用。
目前，碳纤维材料的制造和加工工艺已经相对成熟，可以利用碳纤维预浸料等材料进行成型和固化，可以制造出各种不同形状的零部件。
不过，碳纤维材料的价格相对较高，目前仍有一定的市场限制。
但是随着其应用领域的不断扩大，相信碳纤维材料的价格会逐渐下降，产业规模也会得到相应的扩大。
二、镁合金材料镁合金是一种轻质、高强度的材料，具有优异的机械性能和良好的成形性能。
它的比重只有铝合金的两 thirds，却具有比钢材和铝合金更高的比强度和比刚度。
因此，镁合金广泛应用于汽车的轻量化，如车身和发动机等部位。
不过，在镁合金的缺点也是显而易见的，它的低耐腐蚀性和易燃性限制了镁合金的应用范围，因此需要采用涂层等措施进行保护和防火。
而且镁合金的加工难度也较高，需要针对性的改进和优化。
三、3D打印技术3D打印技术是一种新型的制造技术，它可以直接从3D模型中制造所需的物品，具有灵活、快速、节约成本等优点。
随着3D打印技术的不断发展和成熟，它在汽车制造中也得到了广泛的应用。
目前，汽车制造商可以利用3D打印技术制造出各种零部件和模型，在更短的时间内完成产品研发、改进和生产。
汽车轻量化技术(PPT课件
显著提高材料的强度和硬度，同时保持良好的韧性，有利于实现 车身的轻量化。
应用范围
保险杠、A/B柱、车门防撞梁等安全件。
内高压成型技术
技术原理
利用液体介质在密闭模具内施加 高压，使管材发生塑性变形并贴 合模具内壁，从而得到所需形状 和尺寸的空心构件。
优点
减少零件数量、减轻重量、降低 成本、提高生产效率等。
镁合金零部件
在发动机、变速器等部 件中使用镁合金，实现 轻量化。
塑料油箱
采用塑料油箱替代传统 金属油箱，降低重量并 提高安全性。
底盘系统轻量化应用案例
铝合金车架
利用铝合金材料制造车架，降低底盘系统重量。
高强度钢悬挂系统
采用高强度钢材制造悬挂系统部件，实现轻量化的同时保证性能。
碳纤维复合材料轮毂
采用碳纤维复合材料制造轮毂，显著降低重量并提高强度。
轻量化技术是汽车节能减排的重要手 段之一，也是未来汽车发展的重要方 向。
轻量化技术的分类
材料轻量化技术
采用高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维等轻质材料，降低汽车 质量。
设计轻量化技术
通过结构优化、拓扑优化等设计手段，实现汽车轻量化。
制造工艺轻量化技术
采用先进的制造工艺，如激光焊接、热成型等，降低汽车质量。
汽车轻量化技术ppt课件
目录
• 引言 • 汽车轻量化技术概述 • 轻量化材料技术 • 轻量化设计技术 • 轻量化制造技术 • 轻量化技术的应用与案例分析
01 引言
轻量化技术的重要性
提高燃油经济性
推动新能源汽车发展
汽车轻量化可以降低车身质量，从而 减少燃油消耗和二氧化碳排放，提高 燃油经济性。
轻量化技术对于电动汽车尤为重要， 可以降低电池负荷，提高续航里程和 电池寿命。
汽车铝合金轻量化材料的应用及技术工艺
汽车铝合金轻量化材料的应用及技术工艺摘要：我国铝合金材料在汽车轻量化制造中的应用越来越广泛，但是还面临很多影响因素，因此如何针对这些影响因素采取有效的策略是当务之急。
本文首先说明了汽车轻量化制造的意义，然后分析了铝合金材料优势，最后详细阐述了汽车铝合金轻量化材料的应用及技术工艺。
关键词：汽车；铝合金；轻量化；底盘；发动机一、汽车轻量化制造的意义实现企业的轻量化制造能够推动现代汽车制造业的可持续发展，具体主要表现在两个方面：第一，汽车轻量化有助于降低汽车行驶排放量，减少能耗。
汽车的重量直接关系着其能耗，当行驶速度相同的情况下，汽车自身的体重越大，消耗的能源越多，相反汽车的质量越轻，其能耗越低。
并且当油耗减少时还意味着汽车排放的尾气量减少，发挥节能环保的功效。
第二，汽车轻量化有助于提升企业的行驶性能，确保出行安全。
轻量化制造通过降低汽车的自重，从而缩短了汽车加速的用时，若想将汽车加速至每小时100km，轻量化制造便可以将初始10s缩短至7s，便于对汽车的牵引负荷状态进行调整，提升汽车的行驶性能，与此同时还能够降低汽车行驶过程中的惯性，确保汽车行驶的安全性。
二、铝合金材料优势（一）减重效果较为良好铝合金在汽车制造中的应用，便能够达到良好的汽车轻量化效果，具体来讲，铝的密度为2.7g/cm3，为钢铁密度的1/3；铝合金导热性能良好，在金属中仅次于铜；铝合金耐腐蚀性能良好，这是因为其表面能够自动形成一层氧化膜，这些特征使得铝合金成为了汽车制造的主要材料。
（二）生产材料能够回收利用铝合金是回收率较高的金属材料，这是因为铝合金在应用过程中出现腐蚀问题的概率较低。
铝合金材料在制作成产品、使用、回收加工成铝锭、再次制作成产品的循环过程中，损耗率也仅仅为5%，其回收利用价值是所有金属材料中最高的，目前大部分国家应用汽车制造铝合金为再生铝材料。
此外，铝的熔点较低，流动性能良好，因此能够制作成各种结构复杂、形状不规则的构件，这位汽车制造提供了便利条件，同时也便于铝合金回收利用。
6. 汽车轻量化的九大关键工艺
汽车轻量化的九大关键工艺！文章来源：材加网一、激光拼焊（TWB）及不扥厚度轧制板（VRB）1.激光拼焊技术激光拼焊是将不同厚度、不同材质、不同强度、不同冲压性能和不同表面处理状况的板坯拼焊在一起，再进行冲压成形的一种制造技术。
德国大众最早于1985年将激光拼焊用于汽车。
北美于1993年也大量应用激光拼焊技术。
目前，几乎所有的著名汽车制造商都采用了激光拼焊技术。
采用拼焊板制造的结构件有身侧框架、车门内板、风挡玻璃框架／前风挡框、轮罩板、地板、中间支柱（Ｂ柱）等（见图1）。
最新统计表明，最新型的钢制车身结构中，50%采用了拼焊板制造。
图1 激光拼焊技术在车身上的应用实例激光拼焊技术在20世纪90年代末引入中国，一汽、上汽、长城、奇瑞、吉利等汽车公司在前纵梁、门内板和B柱加强板等都有应用。
宝钢已有23条激光拼焊生产线，年产2 200多万片板坯，占我国市场份额的70%以上，是世界第三、亚洲第一大激光拼焊板生产公司。
鞍钢也在与蒂森克虏伯合作，在长春等地建立激光焊接加工生产线。
2.不等厚度轧制板变厚板是轧钢机通过柔性轧制工艺生产的金属薄板，即在钢板轧制过程中，通过计算机实时控制和调整轧辊的间距，以获得沿轧制方向上按预先定制的厚度连续变化的板料。
图2显示了变厚板生产的工艺原理。
与TWB钢板相比，VRB 钢板仅可为同一种钢种，宽度也不能太宽，更适合制造梁类零部件。
图2 不等厚度轧制板生产原理德国Mubea公司有两条变厚板生产线，年产7万t。
板厚为0.7～3.5m m，原始板料的最高强度为800MP a级别。
目前，欧洲70余个车型使用变厚板或者变厚管产品。
奔驰C级车中通道加强板、前地板纵梁、后保险杠、后地板横梁等11个零件使用了VRB钢板。
我国宝钢和东北大学均开展了VRB钢板的研发和生产工作，目前具备了小批量供货的能力。
借助于强大的材料开发能力，宝钢形成了VRB零件的设计、材料开发、成形过程模拟、模具设计和产品质量评估的能力，并已试制成功前纵梁、仪表板支架、顶盖横梁等零件，同时也轧制成功了1 500MPa级别的非镀层和铝硅镀层的热冲压成形钢板，成功试制了热冲压成形VRB中通道零件。
简述汽车轻量化材料及制造工艺
简述汽车轻量化材料及制造工艺摘要：现如今，汽车在生活中得到不断普及，带来的环保性问题、节能型问题、安全性问题等越来越明显。
在这种情况下，汽车的轻量化研究越来越受到人们的重视，不仅有助于控制污染物的排放，还有助于提升汽车使用性能和安全性能，对于汽车的发展和进步有着重要的意义。
文章就此对汽车轻量化材料及制造工艺展开讨论。
仅供参考。
关键词：汽车；轻量化材料；制造工艺一、汽车轻量化材料及制造工艺研究原则综合分析汽车整体构造，其中车身构造重量在总重量中占据的比重较大，约占1／3。
所以通过优化车身材料选取能有效降低汽车自重。
当前在汽车车身材料选取过程中需要依照以下基本原则。
首先汽车在稳定行驶过程中要对汽车安全性、舒适性、稳定性进行探析。
其次各类的焊接部件能冲压成型，生产制造中技术工艺性能完善，最后材料应用具有可回收性与良好的经济性。
汽车工业全面发展的重要动力是基于材料基础进步基础上，提升汽车安全性，突出节能减排重要作用。
二、汽车轻量化材料的应用1.铝合金铝合金的比重仅仅是钢材质的30%，假设弯曲刚度为相同状态时，铝合金相对厚度是1.43，计算出49%为其减重潜能；假设弯曲强度相等的话，那么其减重潜力是38%。
有报道表明，如将汽车车身材料全部换为铝合金，在同等条件下会比铸铁、低碳钢等材质的车身每千克少排放13千克至20千克的温室气体，这也是当前阶段铝合金越发广泛的应用于汽车车身材质的直接原因，此种情况在豪华汽车中更加明显。
大量B级和C级汽车随着我国汽车制造业的发展相继问世，近些年更是有一批档次较高的新型汽车出现。
相关法律法规也随之不断完善，进一步推动了铝合金材质在国内汽车市场的应用。
此外，铝合金材料的冶炼技术对于汽车行业的发展也有十分积极的推动作用，现阶段主要有以下几种应用形式：铝合金锻件应用在车轮、汽车悬架支架的构件方面；铸造件应用在车身壳体和发动机缸盖等、车身结构等铝合金基拉拉伸件。
现阶段成本较高和焊接工艺性较差是阻碍铝合金材质推广和应用的首要原因，因此必须致力于铝合金冶炼技术的改进、成型工艺性的改进以及材料成本的降低，进而推进铝合金材料在我国汽车行业的应用，进一步推进我国汽车轻量化的发展进程。
汽车轻量化材料及制造工艺研究现状
MANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺汽车轻量化材料及制造工艺研究现状卢晓亮天淇汽车模具有限公司 河南省鹤壁市 458030摘 要： 随着当前社会生产力的不断提升，汽车行业已经发展到一定的水平，在其未来发展中逐渐朝着轻量化方向发展。
汽车轻量化能够极大的提高汽车的安全性能，并且有利于缓解现代城市紧张的交通压力，对进一步加快城市发展，为人们提供更加便利的生活具有重要意义。
汽车轻量化材料及制造工艺是实现汽车行业轻量化发展的前提基础，也是促进其发展的关键点。
本文对当前汽车轻量化材料发展现状及趋势进行了分析，探讨了汽车轻量化制造工艺，旨在促进汽车轻量化发展，为人们提供更高性能质量的汽车产品。
关键词：汽车轻量化；制造工艺；材料1 引言随着现代社会不断发展，人们对汽车产品的质量与性能提出了更高的要求，其不仅需要具有高水平的交通工具性能，并且在污染物排放、能源消耗等方面也需要进行全面有效的控制。
近年来，随着我国汽车保有量不断增加，随之而来的汽车安全、环保、能耗问题日益凸显，进一步促进汽车行业发展，就需要在满足人们对汽车产品的需求的同时，降低对汽车排放对环境的污染，减少汽车能耗。
汽车轻量化发展是未来汽车行业发展的重要方向，其在满足人们对汽车安全性、动力性、功能性等要求的同时，还可以有效控制汽车污染物的排放量，降低能源消耗，实现节能减排的目标。
2 汽车轻量化材料发挥在那现状与趋势随着社会经济水平的不断提升，我国家庭汽车保有量连续多年呈现上升趋势，并且这种趋势在未来很长一段时间内将会持续，汽车行业具有广阔的发展空间。
汽车市场销售量的不断增加，为我国制造业发展发挥重要的推动作用，与此同时，由汽车行业发展所带来的一系列安全、环保、能耗问题越来越受到社会的广泛关注。
相关数据表明，当汽车自重下降，则其能源消耗量随之下降，且其排放量也相应的降低。
因此，在未来汽车行业发展中，不仅需要实现降低汽车排放与能耗，提高燃油效率等，还需要重视对有效降低汽车自重。