工艺装备匹配轻量化新趋势

本期策划：张晓英

轻量化在汽车行业是一个老生常谈的话题，却频频以前瞻技术或新技术应用的形式出现在人们视野中。众所周知，汽车的整车质量若减少10%，燃油利用效率可在原基础上提高6%～8%。新能源汽车则更需通过轻量化降低电池成本并提高续驶里程，降低能耗，基于行业内新能源车型数据，整车重量减少10%，动力性可提高6%左右。

汽车轻量化技术可以分为三个主要方面：结构优化设计、轻量化材料应用和采用先进制造工艺。其中，结构优化设计方面包括汽车结构的尺寸优化、形状优化、拓扑优化和多学科设计优化；轻量化材料包括高强度钢、铝合金、镁合金、钛合金、碳纤维、塑料和复合材料等；先进制造工艺方面包括液压成形和激光焊接等。

同时，制造工艺在轻量化方面也获得了应用，如用于车身结构连接的胶接和胶焊工艺等，还有其他一些新型成形和连接工艺，如激光焊接、液压成形和激光拼焊等。此外，汽车所有零部件质量总和约占整车质量的3/4，汽车零部件轻量化技术研究必须得到重视。

随着从传统“以钢为主的车身”到“全铝车身”“多材料车身”“超轻复合材料车身”及全新构架底盘等创新型系统，整车生产工艺及生产装备也发生了巨大变化，开发与汽车轻量化新趋势一致的生产工艺与装备是汽车轻量化发展的必然趋势。随着铝合金、镁合金及低成本的复合材料产品与成型技术不断突破，汽车企业已经开始加大铝合金、镁合金及低成本的复合材料的使用，为汽车轻量化技术发展打开了空间。