輕量化工藝制造技術
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輕量化工藝制造技術的視頻教程
航空航天行業(yè)增材制造的設計自由化、輕量化和供應鏈革命-西門子端到端增材制造
航空航天行業(yè)增材制造的設計自由化、輕量化和供應鏈革命-西門子端到端增材制造 適用人群：航空航天增材部門負責人、增材數(shù)據(jù)準備工程師、機械設計/仿真工程師、研發(fā)/科研人員等 航空航天行業(yè)增材制造的設計自由化、輕量化和供應鏈革命【已結(jié)束】 直播時間：2020-05-26 20:00 增材在很多專家眼里有潛力成為下一個工業(yè)革命的關鍵技術，改變?nèi)蚬I(yè)制造的版圖。
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輕量化工藝制造技術的實例教程
以客戶群當前的需求來看，汽車車身輕量化是目前廣大客戶群所追求的，車身輕量化不僅能夠有效減輕車身的自重，還能實現(xiàn)節(jié)能減排，使汽車保持輕量化的同時達到環(huán)保的目的。
這也要求著當前汽車市場需改變發(fā)展戰(zhàn)略，改變市場方向，并利用工藝制造技術及輕量化材料來打造符合客戶群需求的汽車市場，以此提高汽車市場的整體發(fā)展速度。
汽車車身輕量化的關鍵工藝制造技術控制及研究
輕量化關鍵工藝制造技術
輕量化工藝制造技術主要分為熱成形技術與激光拼焊技術。
首先，熱成形技術是利用熱沖壓高強鋼板材加熱于奧氏體在接近溫度上，然后進行一段時間的保溫工作，使其均勻奧氏體化，再將其快速轉(zhuǎn)移至具備冷卻系統(tǒng)的模具當中進行沖壓，再對其開展保壓與冷卻工作，使該奧氏體能夠轉(zhuǎn)化為板條狀馬氏體，提高該材料的整體強熱成形的主要工藝技術如下圖所示。
熱成形技術原理
按照原理來說，高強度鋼在常溫環(huán)境下其形狀塑造范圍十分狹窄，并且成形較差，容易使材質(zhì)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，材質(zhì)回彈機率大，無法應對當前汽車碰撞所需的安全系數(shù)。
而熱成形工藝制造技術則是根據(jù)鋼強度鋼制造技術所具備的種種缺陷而發(fā)展起來的更完善的一項新型制造技術，該技術能夠使高強度鋼經(jīng)過產(chǎn)熱沖壓后，將其材質(zhì)的抗拉強度提升至1700MPa以上，使汽車車身整體重量得到減輕的同時，提高了車身的強度與鋼度，使車身整體更耐撞擊，也具備更高的安全性。
當前，熱成形工藝主要分為兩大類型：
（1）第一是直接成形工藝制造技術。該工藝制造技術是指對板材進行直接沖壓，較為廣泛應用于汽車結(jié)構簡單的零件。
展開 在線模壓成型可以實現(xiàn)產(chǎn)品減重30%以上，是實現(xiàn)汽車輕量化的有效手段之一，我國還處于探索階段。圖9在線模壓成型生產(chǎn)的典型汽車零部件。
汽車輕量化連接技術
汽車輕量化連接技術包括激光焊接、攪拌摩擦焊、鎖鉚技術、自鎖鉚、熱熔自攻螺釘以及膠粘連接等技術，通過上述先進連接技術將輕量化構件連接成零部件總成或車身，以達到較好的剛度和結(jié)構強度。上述連接技術在汽車零部件的應用情況及在汽車輕量化進程中的發(fā)展方向見附表。
展開 汽車輕量化連接技術
汽車輕量化連接技術包括激光焊接、攪拌摩擦焊、鎖鉚技術、自鎖鉚、熱熔自攻螺釘以及膠粘連接等技術，通過上述先進連接技術將輕量化構件連接成零部件總成或車身，以達到較好的剛度和結(jié)構強度。上述連接技術在汽車零部件的應用情況及在汽車輕量化進程中的發(fā)展方向見附表。
來源：期刊—汽車工藝師
總體來說，鋁合金高壓真空鑄造懸架固定座已經(jīng)在國外得到批量應用，達到了較好的輕量化效果，但國內(nèi)還沒有產(chǎn)品化。
七、低（差）壓鑄造成型技術
低（差）壓鋁合金鑄造件的優(yōu)勢主要在于獲得較高工藝品質(zhì)的同時，可以生產(chǎn)一體化設計的中空、薄壁、復雜構件。除車輪和缸蓋外，主要用于汽車懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)的輕量化構件生產(chǎn)，迄今已在國外高端汽車的上述系統(tǒng)的鋁合金構件生產(chǎn)上得到批量應用，達到了極好的輕量化和提高車輛駕乘性能的效果。在國內(nèi)，除車輪、缸蓋外，底盤和懸架系統(tǒng)方面的應用較少。
八、復合材料直接在線混合成型技術
為解決傳統(tǒng)注塑和模壓成型低效率、高成本和高能耗等工藝缺點，20世紀90年代初期，德國、美國和法國分別開展了長纖維增強熱塑性復合材料直接在線模塑成型（LFT?D）技術的研究，研發(fā)出了短流程、高效率、低能耗和低成本的成型工藝與裝備，如在線注射成型工藝（LFT?D?injecting）和在線模壓工藝（LFT?D?molding）。
在線注射成型適用于制造小型件和復雜零部件，在線模壓成型一般用于尺寸較大、形狀簡單的產(chǎn)品。長纖維增強熱塑性復合材料在線模壓產(chǎn)品現(xiàn)已被寶馬、奔馳、奧迪、馬自達等汽車企業(yè)廣泛地應用于后背門內(nèi)板、儀表板骨架、前端模塊、底護板、備胎艙支架、發(fā)動機氣門室罩蓋、油底殼等汽車關鍵零部件。在線模壓成型可以實現(xiàn)產(chǎn)品減重30%以上，是實現(xiàn)汽車輕量化的有效手段之一，我國還處于探索階段。
九、汽車輕量化連接技術
汽車輕量化連接技術包括激光焊接、攪拌摩擦焊、鎖鉚技術、自鎖鉚、熱熔自攻螺釘以及膠粘連接等技術，通過上述先進連接技術將輕量化構件連接成零部件總成或車身，以達到較好的剛度和結(jié)構強度。上述連接技術在汽車零部件的應用情況及在汽車輕量化進程中的發(fā)展方向。
展開 鋁合金材料在汽車輕量化中的典型應用
車身輕量化材料
轎車車身輕量化技術主要包括輕量化材料的使用、結(jié)構的輕量化設計以及先進的成形工藝應用。輕量化材料使用是車身輕量化的主流，主要分兩類：一類是采用高強度材料，如高強度鋼及高強度不銹鋼；另一類是輕質(zhì)材料，如鋁/鎂合金、工程塑料、碳纖維、新型玻璃、陶瓷以及多種復合材料等。
表1 江淮部分車身用鋁合金板件
圖1 鋁合金頂蓋充液成形工藝示意
鋁合金具有密度小（鋁的密度約為鋼的1/3）、質(zhì)量輕、加工成形性好及可重復回收利用等特點。研究表明：與傳統(tǒng)鋼鐵相比，在達到同樣力學性能指標情況下，使用的鋁合金質(zhì)量比鋼少60%；在承受同樣沖擊情況下，鋁合金板比鋼板多吸收50%的沖擊能量。基于鋁合金材料在汽車輕量化推進過程中的重要角色，其在汽車中的應用范圍也越來越廣，已經(jīng)從最初的發(fā)動機缸體、變速器殼體和輪轂等擴展到了車體的各個重要零部件中。自然而然，這也就促使各汽車企業(yè)增強了對新型變形鋁合金材料的研發(fā)投入。安徽江淮汽車股份有限公司（以下簡稱“江淮”）部分車身用鋁合金板件見表1。
鋁合金材料技術特點
鋁合金具有質(zhì)量輕、抗腐蝕能力強、耐用性好及減少行人撞擊傷害等顯著的優(yōu)點。用于汽車車身板的鋁合金主要有2000系、5000系、6000系和7000系合金。其中，5系列、6系列最適合代替鋼板：5系是熱處理不可強化合金，成形性能良好，可用于形狀復雜的車身零件，主要用于內(nèi)覆蓋件；6系是熱處理可強化合金，適用于外板等強度、剛度要求高的部位，主要用于汽車外覆蓋件。
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輕量化工藝制造技術的最新內(nèi)容
仿真+AI技術為快消包裝行業(yè)賦能提速、降本增效、推動可持續(xù)發(fā)展。
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輕量化設計不僅關乎成本削減，更在于放大環(huán)保影響力。每減少一克材料，都能節(jié)省樹脂用量、減少廢棄物產(chǎn)生，且隨著貨架上數(shù)百萬件產(chǎn)品的規(guī)模化效應，成效將十分顯著。而 PhysicsAI 讓我們能夠以前所未有的速度實現(xiàn)這些成果。
—— Kinetic Vision 開發(fā)總監(jiān)
Shane
<p class="ql-align-justify">*本文投稿自工程機械制造行業(yè)用戶張俊</p><p><br></p><p><br></p><p>車架是起重機三大結(jié)構件之一，其剛度、強度性能對起重機的吊載性能、可靠性、安全性有著至關重要的作用。大量研究表面，汽車燃油消耗的50%是由整車重量引起的，整車重量每降低10%，燃油經(jīng)濟性可提高3.8%。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
AUTO TECH China 2026 第十三屆廣州國際汽車輕量化技術及車用材料展覽會
The 13th International Automotive Materials and Lightweight Technology Expo
AUTO TECH China 第十三屆國際汽車輕量化技術及車用材料展覽會是關于各種先進汽車材料及汽車輕量化的解決方案，如金屬材料
<p><br></p><p><strong>仿真+AI技術為快消包裝行業(yè)賦能提速、降本增效、推動可持續(xù)發(fā)展。</strong></p><p><br></p><p><br></p><p>“</p><p class="ql-align-justify">輕量化設計不僅關乎成本削減，更在于放大環(huán)保影響力。每減少一克材料，都能節(jié)省樹脂用量、減少廢棄物產(chǎn)生，且隨著貨架上數(shù)百萬件產(chǎn)品的規(guī)模化效應，成效將十分顯著
*本文投稿自工程機械制造行業(yè)用戶張俊
車架是起重機三大結(jié)構件之一，其剛度、強度性能對起重機的吊載性能、可靠性、安全性有著至關重要的作用。大量研究表面，汽車燃油消耗的50%是由整車重量引起的，整車重量每降低10%，燃油經(jīng)濟性可提高3.8%。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(jié)約能耗的重要手段之一。
本文通過 HyperMesh
在一項聯(lián)合創(chuàng)新項目中，德國鐵路（Deutsche Bahn）、SLM Solutions公司聯(lián)合海克斯康對貨運列車鉸鏈的傳統(tǒng)設計進行了優(yōu)化，并借助增材制造技術實現(xiàn)了重新開發(fā)。得益于海克斯康旗下的MSC Apex仿真平臺生成式設計帶來的重量優(yōu)化成果，這些部件能夠通過3D打印實現(xiàn)更具成本效益的生產(chǎn)。
面臨挑戰(zhàn)
貨運列車等設備資產(chǎn)壽命長達數(shù)十年，導致備件難以長期儲備。設備故障時，備件采購成為運營商的嚴峻挑戰(zhàn)
汽車材料展︱2025 廣州國際汽車輕量化技術及車用材料展覽會
Asia's Leading Exhibition for Automotive Lightweight Technologies and Auto Materials !
AUTO TECH 廣州國際汽車輕量化技術及車用材料展是關于各種先進汽車材料及汽車輕量化的解決方案，如汽車輕量化金屬與非金屬材料、輕量化部件、設計、
大綱
現(xiàn)今鞋業(yè)市場之趨勢走向結(jié)構輕量化，逢甲大學研究團隊透過Moldex3D的發(fā)泡模組（FIM），來探討含氣泡之可回收成型材料（SEBS彈性體）在充填過程中澆口配置的影響及成型壓力的變化。通過模擬和實驗的整合，不但驗證了澆口位置與和厚度變化對泡沫結(jié)構和分布的影響，最終結(jié)果也顯示采用發(fā)泡射出成型，可替代發(fā)泡劑減輕10%產(chǎn)品重量。
挑戰(zhàn)
研究澆口設計對熔膠流動和成型品質(zhì)的影響
精彩直播預告
車用增強塑料的力學性能高度倚賴工藝，相關結(jié)構的輕量化與優(yōu)化依賴于分析精度。目前，汽車EV化的高速推進導致輕量化需求日益提高，基于材料各向同性、部件均勻化、準靜態(tài)假設的分析方法已無法有效挖掘相關部件的減重潛力。
Digimat作為一款復合材料多尺度分析平臺，提供了多尺度材料正&逆向建模、材料數(shù)據(jù)庫、工藝結(jié)果映射及結(jié)構多尺度耦合分析、A-&B-許用值虛擬計算等眾多功能
文/朱梅云·安徽江淮汽車集團股份有限公司
基于低碳、節(jié)能、綠色、安全等設計理念，汽車輕量化成為現(xiàn)代汽車設計制造的主流趨勢，汽車輕量化技術可以提高燃油經(jīng)濟性，實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。汽車車重每減少100kg，每升油可多行駛1km；車重每減少10%，可以降低6%～8%的油耗，并且降低5%～6%的排放。汽車的燃油經(jīng)濟性與汽車自重的關系如圖1 所示。
圖1 汽車的燃油經(jīng)濟性與汽車自重的關系
