工藝裝備匹配輕量化新趨勢

本期策劃：張曉英

輕量化在汽車行業是一個老生常談的話題，卻頻頻以前瞻技術或新技術應用的形式出現在人們視野中。眾所周知，汽車的整車質量若減少10%，燃油利用效率可在原基礎上提高6%～8%。新能源汽車則更需通過輕量化降低電池成本并提高續駛里程，降低能耗，基于行業內新能源車型數據，整車重量減少10%，動力性可提高6%左右。

汽車輕量化技術可以分為三個主要方面：結構優化設計、輕量化材料應用和采用先進制造工藝。其中，結構優化設計方面包括汽車結構的尺寸優化、形狀優化、拓撲優化和多學科設計優化；輕量化材料包括高強度鋼、鋁合金、鎂合金、鈦合金、碳纖維、塑料和復合材料等；先進制造工藝方面包括液壓成形和激光焊接等。

同時，制造工藝在輕量化方面也獲得了應用，如用于車身結構連接的膠接和膠焊工藝等，還有其他一些新型成形和連接工藝，如激光焊接、液壓成形和激光拼焊等。此外，汽車所有零部件質量總和約占整車質量的3/4，汽車零部件輕量化技術研究必須得到重視。

隨著從傳統“以鋼為主的車身”到“全鋁車身”“多材料車身”“超輕復合材料車身”及全新構架底盤等創新型系統，整車生產工藝及生產裝備也發生了巨大變化，開發與汽車輕量化新趨勢一致的生產工藝與裝備是汽車輕量化發展的必然趨勢。隨著鋁合金、鎂合金及低成本的復合材料產品與成型技術不斷突破，汽車企業已經開始加大鋁合金、鎂合金及低成本的復合材料的使用，為汽車輕量化技術發展打開了空間。