厚度变化的轻结构车身板坯的制造
轻结构车身的制造潜力还可以通过一种新的工艺方法得以拓宽。专家称之为柔性辊压板坯(TRB:Tailor-Rolled-Blanks)。所谓柔性辊压板坯,是指在一定范围内正确辊压符合实际需要而具有各种不同的厚度变化的板料。板坯制造商Mubea承担这些板坯的辊压,系统供货商(例如Laepple)将板坯按车身结构件成形,宝马汽车公司首次将其使用在自己的宝马6系列之中。与按要求定制的板坯(Tailored Blanks)和液压成形件(Hydroforming Parts)一样,在柔性辊压板坯(TRB)制造工艺中成形。
首先需要了解的是柔性辊压板坯(TRB)概念。如果说在按要求定制板坯(Tailored Blanks)中具有各种不同厚度的板是利用激光焊缝连接在一起的话,那么在这种柔性辊压板坯(TRB)中其各种不同板厚在辊压的时候就已经产生。这种灵活多变的柔性辊压,是一种崭新的辊压方法,为汽车车身的制造创造出轻结构的潜力。
不用焊接只用辊压的柔性辊压板坯,能缩短这种具有不同厚度板件的制造过程。在辊压之后通过一次热处理使材料的强度值得到了提高,然后进行镀锌。对板卷按板坯进行切割之后,可以进行例如深拉成形或者液压成形。Mubea是目前世界上唯一按自己的观点批量生产这种辊压板坯的制造商。
柔性辊压板坯(TRB)具有以下适用于行业的优点:
结构件在其板厚方面可以视每个位置的负荷而定而得以优化调节,从而可以减轻重量。轻结构潜力达到40%;
通过有目的地变化板厚分布,结构件的功能和成形能得到优化。
通过柔性辊压方法由原材料制成具有不同厚度的板坯。目前,可以把板材辊压到最大3.5mm,最小0.7mm厚。
目前的应用现状是:系统供货商Laepple在从板坯制造商Mubea接收到柔性辊压板坯之后,接着制造车身结构件(例如新型宝马6系列的车身结构件)。板坯重新变形、修边和钻孔等。目前,这种板件应用在地板总成中作为脚支架、前后座椅横支梁以及座椅纵支架等结构件。由于使用了这些结构件,改善了汽车的侧面碰撞性能,并将这个范围的结构件数量从19件减少到7件。
脚支架具有的板厚,外中外分别为1.2mm,0.7mm和1.2mm。板厚变化过渡范围大约100mm长。前后座椅横支梁其板厚变化是:从外2.Omm到中1.4mm,到内2.Omm。座椅纵支架的板厚变化从1.8mm到2.8mm,再变化到1.8mm。
据专家称,《柔性辊压板坯》(TRB)尚处于新生阶段,目前其应用受到板坯的尺寸、结构件的对称性和可能选择的材料所限制。但是,柔性辊压板坯(TRB)的开发,指出了材料生产商、系统供货商与汽车制造商的直接合作能带来什么样机遇和前景。可以设想,利用新的按尺寸精密定制的板坯,会使车身结构更广泛地处于轻结构和所定义的强度区域之内。
在批量生产中,这种工艺方法肯定不存在任何问题。但对于事故损坏的维修,这样的板件必须整块更换。
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