材料利用率
關注創建者：模具設計學習 創建時間：2019-12-17
材料利用率的視頻教程
ABAQUS材料模型-如何利用DMA進行WLF時溫等效
ABAQUS材料模型-如何利用DMA進行WLF時溫等效 一、視頻內容介紹 二、原理講解 三、時溫等效操作實例及WLF參數擬合 四、ABAQUS中粘彈及WLF參數設置
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基于inspire的大學生方程式賽車立柱輕量化設計
直播大綱：拓撲優化是一種根據給定的負載情況、約束條件和性能指標，在給定的設計區域內對材料分布進行優化的數學方法，最終目的是材料利用率達到最大化。本案例使用inspire對零件進行拓撲優化，并利用拔模約束，使得拓撲優化結果可以以傳統機械加工方式加工出來。對零件低成本輕量化有指導意義。
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材料利用率的實例教程
提高材料利用率的方法很多，更多的方法需要通過實踐驗證，例如沖壓覆蓋件下料時，將現有的直線刀或圓弧刀改為波浪刀，通過改變板坯的形狀，縮短板坯長度，從而提高材料利用率，此方法需要核算模具的投資、維修成本與提高材料利用率后的收益關系。總之，提高材料利用率是為了降低整車的完全成本，在做提高材料利用率方案時需要結合車型產量，考慮投資成本與收益的關系。
開卷時需要對卷料外圈、內圈剪切處理，同時卷料頭尾需要穿過開卷設備，每卷材料頭尾約15米左右為生產正常損耗。因此開卷批量越大，卷料平均重量越重，開卷效率越高，卷料的平均損耗越少。
某車型整體側圍外板材料單車消耗60kg左右，沖壓開卷線批量大，跟蹤其側圍材料卷料重量，卷重分布范圍為7t至15t，平均重量約10t，經過測算分析，如果將卷料重量提高到18噸，開卷線每批次將少生產一個卷料，即少一個卷料的料頭料尾處理，側圍材料利用率可以提高約1%，開卷效率提高5%左右。結合設備能力，運輸條件，向鋼廠提出卷料重量要求，目前此側圍材料平均卷重18.5t，卷料轉化為板料的利用率由原來的98.2%提高至99.2%（板料轉化率=卷料凈重/消耗定額×100%）。
結論
對沖壓件而言，同一零件的材料利用率反映出工藝水平和技術水平的高低，本文結合沖壓現場實際應用，從工藝優化、材料尺寸優化、廢料再利用、卷料重量提高等方面介紹了提高汽車沖壓件材料利用率的方法，通過上述方法的實際應用，提高了工藝、技術水平，為后續項目的工藝設計提供了參考依據。
提高材料利用率的方法很多，更多的方法需要通過實踐驗證，例如沖壓覆蓋件下料時，將現有的直線刀或圓弧刀改為波浪刀，通過改變板坯的形狀，縮短板坯長度，從而提高材料利用率，此方法需要核算模具的投資、維修成本與提高材料利用率后的收益關系?？傊?，提高材料利用率是為了降低整車的完全成本，在做提高材料利用率方案時需要結合車型產量，考慮投資成本與收益的關系。
展開 本文重點對整車開發過程中車身沖壓件的鋼板材料利用率提升環節的具體方法進行統計、分析，并運用到實際成形開發中，對汽車行業鈑金件的材料利用率提升有一定的借鑒作用。
隨著中國汽車近20年的高速發展，汽車行業已經是鋼板消耗的大戶，國際原材料價格的不斷上漲和汽車價格的不斷下降，使得汽車行業的利潤空間已受到很大程度的影響。節約資源、提高效率、降低成本是每個車企的必經之路。在整車重量中，白車身占整車的30%～50%。從制造成本上看，白車身占整車的40%～60%，而在白車身中沖壓件占90%以上。因此，提高沖壓件的鋼板材料利用率對降低成本、提高經濟效益有著明顯的效果。各車企為了降低材料成本，通過不斷調整產品造型、調整沖壓件設計結構及沖壓工藝，追求材料利用率最大化。同時材料利用率提升的工作將貫穿于整個車型設計、開發各階段及環節：例如造型階段、車身產品結構設計，沖壓工藝設計方案、模具工藝設計及新設備、新材料的應用等方面，以下就針對部分環節進行介紹。
CAS階段造型分縫檢查
合理選擇產品造型和產品分縫對材料利用率影響很大。在產品設計階段，由于車型設計的造型風格不同及對零件的分縫不同，導致每個零件材料利用率存在差異，圖1為受造型分縫影響材料利用率的零件。
圖1 發蓋外板制件分縫對比
圖2 發蓋內板制件分縫對比
圖為中發蓋內、外板兩種結構對比，上部制件分縫更加合理，零件規則度更高，材料利用率更高；下部的上、下端制件夾角小、零件類似于三角形，材料利用率下降。圖3、圖4為門內、外板窗框結構，窗框處廢料較多，影響材料利用率，不帶上框的四門內、外板結構件材料利用率更高。
展開 本文分析改變成形方式、落料排樣、廢料再利用、合模工藝、套件成形以及部分沖壓件板材選用激拼焊板等工藝設計優化中材料利用率提升的方案，運用其工藝方法，有效的提升整車材料利用率，從而降低了產品開發成本，提高產品的市場競爭力。
隨著汽車行業競爭日益加劇，影響汽車競爭力的因素更加廣泛。除了汽車品牌、產品質量、售后服務等因素外，成本和利潤也是影響汽車在行業競爭力的一個重要指標。在車身成本中，白車身成本占據重要的地位。沖壓作為汽車生產的重要環節，在工藝設計階段，通過工藝設計優化和新技術的應用，可以提高沖壓材料利用率，提升產品的質量，從而控制整車成本，提高產品收益。目前沖壓材料利用率提升技術的研究是眾多主機廠在產品開發中重要工作內容之一。
材料利用率提升可通過多種工藝方法實現，如圖1 所示。本文通過分析產品工藝性，在產品設計階段及模具工藝設計階段，制定應用新工藝技術，提高材料利用率。
零件形狀和分塊
在進行材料利用率分析之前需要了解沖壓件的初期工藝規劃，分析各工序的工作內容，對模面和坯料形狀有基礎的構思。在產品數據階段可以從產品零件的分塊、產品局部特征的優化修改和廢料再利用等角度考慮，如圖2(a)中所示沖壓件，檢查產品結構分塊是否有利于廢料的減少和材料利用率的提升。圖2(a)中結構分塊不合理，因形狀的特殊性，會產生較多的廢料。圖2(b)中修改零件的分塊特征，將圖2(a)的一個零件分為兩個零件，分件后兩種零件的形狀都相對比較規則，可以使材料利用率有較大提高。
圖1 材料利用率提升相關工藝方法
圖2 零件分塊
成形方式的選擇
零件特有的形狀和特征，是通過模具凸凹模型面來獲得的。在沖壓工藝選擇時，需要考慮成形性是否滿足零件的表面質量并滿足車身結構的性能要求。
展開 隨著人們生活水平的提高，汽車需求量越來越大，汽車市場的競爭也越來越激烈，同時，生產汽車沖壓件材料的資源也比較緊張，如何提高五金沖壓件材料的利用率，不僅能降低汽車的制造成本，也能提高行業競爭力；
對于一些異型沖壓件，可以在開卷落料時，在模具內把毛坯板料的布置方式進行優化，來減少廢料；提高材料利用率；
為了提高市場競爭力，每年汽車廠都會有新車型的投入，新車零件需要新的規格材料的鋼材。對于新規格鋼材，廠家要保證其通用性，減少鋼材的品種數量，來減少材料成本；
汽車沖壓件模具中，在同時生產多個沖壓件的時候，也可以利用大零件孔洞處的廢料生產一個或者多個小的零件，來達到提高材料利用率的效果；
在五金沖壓件模具設計時，將左右對稱的零件設計在一起沖壓成形，通過工藝優化，將兩張板料沖壓出兩個零件改為一張板料沖壓出連個零件，減少工藝補充面積，提高材料利用率；
通過調整沖壓件毛坯板料在拉延模內的定位，減少拉延筋以外多余材料的工藝補充，從而減小零件所需的毛坯板料尺寸，提高材料的利用率；
提高材料利用率的方法很多，更多的方法需要通過實踐驗證，例如沖壓覆蓋件下料時，將現有的直線刀或圓弧刀改為波浪刀，通過改變板坯的形狀，縮短板坯長度，從而提高材料利用率，總之，提高材料利用率是為了降低整車的完全成本，在做提高材料利用率方案時需要結合車型產量，考慮投資成本與收益的關系.
文章推薦：五金沖壓件的沖壓工藝規程
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04技術研討
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高鎳正極材料是現在主流的高比能正極材料，其具備容量高、成本適當等優點。然而，高鎳正極材料的熱穩定性還有待提升，這很大程度上限制了其使用上限，尤其在電動車、規模儲能等領域。目前針對高鎳正極材料的熱穩定性評價機制尚不明確，也缺乏統一的標準對其進行量度，因此開發統一的、標準化的熱穩定性評估機制至關重要。
以差示掃描量熱法（DSC）、熱重分析（TGA）及其聯用系統為代表的熱分析手段，正成為研發高安全
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目前，大尺寸彩色電子紙已在戶外廣告、文物展陳、交通指示、公共導覽等場景快速滲透。
ALPHACAM 在木工行業的核心優勢是全流程 CAD/CAM 一體化、木工專用工藝適配、高自動化與材料優化、多軸加工能力、完善后處理與仿真、開放生態與強支持，能顯著縮短編程與生產周期、提升材料利用率與加工精度。
輕量化設計是指在保證其基本性能的情況下，盡可能提高材料利用率，將重量做到最低，這是降低成本節約能耗的重要手段之一。</p><p><br></p><p>本文通過 HyperMesh 有限元軟件的 OptiStrcut 優化模塊，對某汽車起重機車架進行截面尺寸、板厚優化，最終重量降低了253Kg，預計單臺節約成本1200元。
三、根據《德國FKM強度評估指南》
3.1、
3.8、FKM中材料利用率與安全系數互為倒數，n3=3.4
4、通過對三種分析結果判斷
n3 >n2>n1
3.4 >2.6 >1.89
FKM安全系數最大，收劍解安全系數最小。
輕量化設計是指在保證其基本性能的情況下，盡可能提高材料利用率，將重量做到最低，這是降低成本節約能耗的重要手段之一。
本文通過 HyperMesh 有限元軟件的 OptiStrcut 優化模塊，對某汽車起重機車架進行截面尺寸、板厚優化，最終重量降低了253Kg，預計單臺節約成本1200元。
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圖1 Moldex3D材料精靈具備流暢的使用性與高分辨率等優勢提供便利的材料管理服務
跨模組材料支持與提高功能觸及率
材料在沖擊、爆炸、高壓和動態應變率下的行為 第 2 版
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材料在沖擊、爆炸、高壓和動態應變率下的行為 第 2 版
中文（簡體） |2025 年 |ISBN-10：3031928776 |305 頁|Epub PDF （正確）
</p><p>2）先進制造工藝</p><p>3D打?。翰┦缆摵螹IT開發 3D打印定子，材料利用率提升至 92%。</p><p>扁線油冷技術：華為DriveONE采用超薄扁線，功率密度達 4.5kW/kg，溫 升顯著降低。
