福特率先在B柱上采用液压成型技术,汽车轻量化材料工艺成本技术路线汇总

by admin on 2019年8月23日

一辆汽车的面世需要经过设计、工程开发和制造。而一辆高品质汽车的诞生除了前两方面的因素之外,制造环节也占据了重要的位置。制造工艺水平的高低将决定一款车是否真正具有高质量。本文将对当前车企最为先进的制造工艺进行盘点。

2013款福特Fusion的A柱、B柱将采用液压成型技术,据福特车身工程师称该技术为业界首创。他使用液压成技术代替原有的热压印焊接薄板来制造车顶柱结构,既减轻了重量,又节约了成本和材料,最重要的一点是防撞性能更出色。“液压成型技术使得汽车的车身有更好的结构连续性。”福特技术主管摩根表示,“目前只有我们的团队能够掌握液压成型技术。”

(原标题:汽车轻量化材料、工艺、成本、水平、技术路线汇总)

福特在B柱上采用液压成型技术 全球首用

Fusion轿车将基于福特的CD4平台上设计制造,舍弃了前几代Fusion使用的马自达G-derived
CD3平台。CD4平台同样适用于林肯MKZ,该平台主要采用钢铁、高强度钢和超高强度钢的合金材料结构组成,在扭转刚度和抗弯曲能力上更加出众。

乘用车白车身包括下部车身、上部车身骨架、车门、发动机罩盖、行李箱盖、翼子板等部件,是发动机、变速器、传动系统、制动系统、悬架系统、排气系统、电气系统及内饰件的安装基础,并通过其相应的结构设计满足成员的安全性要求。车身轻量化的目的在于保证车身结构抗撞性、刚度、强度以及NVH性能前提下,减轻身上骨架质量,同时不提高汽车车身制造成本来增强整车产品的市场竞争力。

图片 1

图片 1

轻质材料

2013款福特Fusion的A柱、B柱将采用液压成型技术,据福特车身工程师称该技术为业界首创。他使用液压成技术代替原有的热压印焊接薄板来制造车顶柱结构,既减轻了重量,又节约了成本和材料,最重要的一点是防撞性能更出色。“液压成型技术使得汽车的车身有更好的结构连续性。”福特技术主管摩根表示,“目前只有我们的团队能够掌握液压成型技术。”

在F系列皮卡上经过验证

车身上应用的不断扩大的高强、轻质材料主要为高强度钢与超高强度钢、铝合金、镁合金工程塑料以及符合材料等。

Fusion轿车将基于福特的CD4平台上设计制造,舍弃了前几代Fusion使用的马自达G-derived
CD3平台。CD4平台同样适用于林肯MKZ,该平台主要采用钢铁、高强度钢和超高强度钢的合金材料结构组成,在扭转刚度和抗弯曲能力上更加出众。

摩根表示:“对于Fusion车柱的设计起源于2003年,在开发全新F-250皮卡的同时得到了灵感,那时我们将车前部结构的18个冲压部件成功合并成了9个部件,其中就采用了液压成型技术,并且我们发现点焊技术能够有效的减轻部件重量,那时的车柱重量为42千克,而第三代产品运用在福特F-150皮卡上,重量为26千克。”紧接着他们开展了P415计划,也就是在2009款F-150皮卡的A柱上使用液压成型技术,同样达到了减轻重量、节省材料的效果。摩根表示:“相比现在的热压印技术,液压成型的B柱将Fusion的侧向抗撞性能提高了一大截。”

高强度钢

本田飞度采用内骨架式制造技术

通过液压成型工艺制成的车柱能够满足公路安全保险协会的横向碰撞标准,在测试中,将一块金属板从车顶的一侧以恒定的速度缓慢推压,推力慢慢地增加到车身4倍的重量,而在没达到该压力之前,车顶柱形变不得超过5英寸,达到此标准即为合格。

高强度钢主要应用于前防撞梁,A、B、C柱加强件,门槛梁,车门防撞梁和车顶横梁等关键部位,并且因公比例逐渐扩大。欧美部分车身车身高强度钢应用比例已超过60%,如奥迪A3、宝马3系、凯迪拉克ATS、福特蒙迪欧等;日系车型高强度钢占比也超过50%,如英菲尼迪Q50、本田思域等;

图片 3

摩根表示:“管状结构在这里能够起到帮助,我们在能够利用的空间里使车柱的截面值最大化。当舍弃法兰盘连接管柱的结构时,车辆将获得更好的结构连续性,比如A柱与车顶纵梁间的焊接接头。由于车辆结构,并不是每次都能够找到很理想的将A柱与车顶纵梁链接起来的方法。”

铝合金

内骨架结构是指将汽车车体分成骨架和外板(OuterPanel),首先组装起整体骨架,然后焊接外板的结构。这样可使主骨架更加牢固,有利于减轻车体重量和提高车体刚性。原来是将车体分为上部和下部,首先组装各自的骨架和外板,然后上下结合。

图片 4

铝合金已由发动机罩向翼子板、行李厢盖及车门上逐渐延伸,部分高端车已实现全部铝合金车身;

本文版权为盖世汽车所有,欢迎转载!请务必注明出处及作者。

激光焊接

镁合金

上一页01020304下一页单页阅读

技术人员表示:“热压印技术非常耗时,因为需要加热模具,并且在加工成型后需要用激光去削减多余的边缘结构,而液压成型技术则能够省去这些步骤。”

镁合金已经从方向盘骨架、座椅骨架向转向支撑、传动系壳体零件上发展;

福特目前已经在装配厂部分流水线上进行液压成型的工作,而另一部分则继续使用热压印工艺,最终在由此过渡到完全的液压成型工艺流水线。

纤维增强复合材料

Fusion中所有的车身架构都采用激光焊接,并且部件之间都采用管状连接。一般的连接方式在连接关节处都会有一些小洞,用来插入一些连接部件,而激光焊接则不需要留下这些小洞,同时避免了连接部位小洞附近所能承受的应力不如其他部位的隐患。

纤维增强复合材料已开始应用于前段模块、后尾门、进气歧管等零部件;碳纤维复合材料已由跑车、豪华车向中高端车和电动车应用扩展。如图某轿车带四门两盖的车身结构。

文章来源:盖世汽车网

图片 5

本文版权为盖世汽车所有,欢迎转载!请务必注明出处及作者。

结构优化设计

在结构优化设计方面,车型开发前期,对车身结构做出更合理的设计规划更为重要。目前多材料车身结构轻量化设计正在向着搭建参数化设计平台,应用拓扑优化、尺寸优化、形貌优化、多目标优化以及结构-材料-性能一体化优化设计方向发展。

图片 6

一、材料应用

1、高强度钢

高强度钢主要应用在车上内外板以及车上结构件,同时高强度钢可以有效提升车身被动安全性。先进刚度刚在汽车超轻钢车身、先进概念车上应用,在减重、节能、提高安全性、降低排放发面应用前景良好。虽然在成型中面临回弹等问题挑战,但相比于其他替代材料,高强度钢还是性价比最好、最具吸引力的材料。

2、铝合金

铝合金的应用始于20世纪90年代,以奥迪汽车推推出的全铝空间框架车身为代表。提出了奥迪全铝车身框架概念,推出相应车身Audi100、第一代Audi
A8、A2.除奥迪其他公司也推出了全铝车身,如捷豹XJ、新路虎揽胜、奔驰S级车等如图所示。

变形铝合金在车身零件级结构件的应用方面发展比较快,如应用日益广发的铝合金行李箱盖、发动机舱罩盖、后背门、保险杠横梁等,随着凝固铝合金、粉末冶金铝合金、超塑性铝合金、铝基复合材料和泡沫铝材等新材料的开发应用,未来铝合金在汽车应用范围将进一步扩大,并将呈现铸件、型材、板材并举的局面,预计未来铝将成为仅次于钢的第二大汽车用材料。

图片 7

图片 8

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

网站地图xml地图