這幾年隨著新能源汽車的火爆，造車技術(shù)也一路向前。此前需要多個(gè)沖壓焊接的車身組件被一個(gè)個(gè)壓鑄件取代，不僅簡(jiǎn)化了生產(chǎn)線規(guī)模，還比沖壓焊接成本更低，車輛性能也得到提升。近日，小米YU7的發(fā)布會(huì)上，又有一項(xiàng)“熱氣脹工藝”大放異彩，它是如何實(shí)現(xiàn)的呢？
小米YU7熱氣脹工藝
根據(jù)小米的描述，Xiaomi YU7用先進(jìn)熱氣脹工藝將2200MPa小米超強(qiáng)鋼內(nèi)嵌至A、B柱，使得A柱承載能力提升35%，B柱承載能力提升70.5%，小米介紹，靈感來(lái)自防滾架，與車身結(jié)構(gòu)配合形成“內(nèi)嵌式防滾架”，能更好地保護(hù)乘員艙。
什么是熱氣脹成型工藝？
熱氣脹成型工藝是一種金屬加工技術(shù)，利用高溫氣體對(duì)管材進(jìn)行加壓成型。通過(guò)將硼鋼等材料加熱至奧氏體化狀態(tài)（約900℃），使材料塑性增強(qiáng)、強(qiáng)度降低，隨后注入高壓氣體使管材膨脹成型，并通過(guò)快速冷卻獲得高強(qiáng)度馬氏體結(jié)構(gòu)。該技術(shù)能制造復(fù)雜閉合截面零件，廣泛應(yīng)用于汽車車身強(qiáng)化結(jié)構(gòu)（如A柱、B柱、防滾架）。
都是熱成型技術(shù)，和沖壓板相比，管狀零件有什么好處？
熱成形部件能有效降低車重，主要原因是能提供足夠高的強(qiáng)度。舉例來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)普通高強(qiáng)度鋼板（強(qiáng)度500Mpa，厚度2mm，重10kg），使用熱成形部件代替后，由于材料厚度減小，不僅強(qiáng)度更高（強(qiáng)度1400MPa，厚度1mm，重5kg），同時(shí)由于厚度降低，重量反而還降低了幾公斤，有效提升了安全性，還節(jié)約了鋼材。
目前行業(yè)主流的熱成型技術(shù)包括激光拼焊板TWB熱成形、差厚軋制板TRB熱成形、補(bǔ)丁板PB熱成形等，這些技術(shù)針對(duì)的主要是板材，沖壓即可，但如果需要的是個(gè)管狀零件，又要求達(dá)到熱成形的強(qiáng)度，于是就有了熱氣脹成型工藝。
作為管狀零件，熱氣脹成型工藝具備多種優(yōu)勢(shì)：
強(qiáng)度超1500MPa全馬氏體結(jié)構(gòu)；可變橫截面，一個(gè)零件可具備多個(gè)不同的截面結(jié)構(gòu)和厚度，可在需要時(shí)優(yōu)化封裝空間和結(jié)構(gòu)剛度；整個(gè)零件的材料特性一致，沒(méi)有熱影響區(qū)；將殘余部件應(yīng)力降至最低，具有出色的部件公差控制；自重輕，無(wú)需使用特殊材料；零件長(zhǎng)度高度自由化等優(yōu)勢(shì)。
舉例來(lái)說(shuō)，將熱氣脹成型工藝用于A柱，可以以更小的橫截面，提供更大的視野區(qū)域，同時(shí)，由于本身強(qiáng)度足夠高，與傳統(tǒng)A柱門(mén)環(huán)組合使用，能提供更好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及剛度。此外，擋風(fēng)玻璃可以粘合在其截面上方，從而給予車輛更大的設(shè)計(jì)自由度。除此以外，管梁車身輕量化也是車身制造的發(fā)展方向。
更輕、更硬、更環(huán)保
汽車輕量化一直是汽車制造的發(fā)展趨勢(shì)，數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)汽車整車重量每降低10%，燃油效率可提高6%-8%。
“在航空發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上，大量采用了封閉截面管梁結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)最大的推重比、結(jié)構(gòu)剛度與強(qiáng)度。同樣的，在汽車車身、底盤(pán)也可以采用封閉管梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以提升整體剛度強(qiáng)度和安全性?！?/p>
更大的截面可以帶來(lái)更好的剛度。相比傳統(tǒng)單一材料A柱，采用A柱埋管技術(shù)可在滿足安全標(biāo)準(zhǔn)前提下，合理減少材料用量，從而實(shí)現(xiàn)輕量化。例如通過(guò)精確設(shè)計(jì)A柱埋管的規(guī)格和材質(zhì)，在保證碰撞測(cè)試成績(jī)優(yōu)秀的同時(shí)，使A柱部分重量降低了一定比例，為整車輕量化做出貢獻(xiàn)。并且由于A柱強(qiáng)度提升，車輛在高速行駛和碰撞時(shí)穩(wěn)定性更好，間接提升了車輛操控性能。
此前，2016款寶馬7系就在其車架內(nèi)布置了碳纖維復(fù)合材料，稱其為“Carbon core高強(qiáng)度碳纖維內(nèi)核”。在7系轎車的車體框架中，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料被用于加固車頂橫梁結(jié)構(gòu)以及B柱和C柱、底部側(cè)圍、中央通道和后部支撐。相比上一代車型，這一代7系最大減重達(dá)130公斤。（朋月）