当前主要热门汽车板成形方式有哪些？
一、热气胀形成形
热气胀成形（Gas Forming）是一种金属成形工艺，通过在压力机模具中设置钢管并经过加热、高压空气喷射、成型和淬火等步骤，最终获得封闭带法兰凸缘的零件。以下是热气胀成形的工艺流程和特点：
工艺流程
1.通电加热：在模具上设置钢管后，通过电阻电流加热金属，使其在10秒内加热到900°C左右。
2.法兰成形：调整模具关闭位置，向该区域提供高压空气（第一次吹气），然后模具关闭，半开的部分被轻微地展开，形成法兰。
3.成型淬火：关闭模具后，提供更多的高压空气（第二次吹气），使主体的形状与模具的内表面形状相似。材料与金属模具紧密相连，快速冷却，使其具有大约1500 MPa的高抗拉强度。
工艺特点：
1.减重效果显著：可以制成高强度、高刚性的构件，减少管的厚度，降低总重量。
2.降低成本：消除板料冲压成形所需的废料和边角料，提高成品率，降低生产成本。
3.简化生产过程：将加热和压制过程结合在一起，简化生产过程，只需三台机器。
4.生产效率高：通过消除加热和焊接，工序数量减少到两个，提高生产效率。
应用案例：1.用于A柱：热气胀成形工艺在汽车A柱的应用中取代传统的冷冲或热成形工艺，例如福特福克斯的A柱加强管。
2.用于电池托盘：用于新能源汽车电池托盘的制造，如特斯拉Model S的电池托盘横梁。
3.其他部位：除了A柱和电池托盘，热气胀成形工艺还应用于其他车身结构件，如前后防撞梁、座椅后横梁等。
关键技术对比：1.Staf工艺：由住友重工开发，通过两次高压空气注入实现凸缘部分的成型和主体部分的成形。
2.Accra工艺：由林德维曼公司开发，类似于Staf工艺，但具体细节有所不同。
3.蒂森克虏伯的T3技术：用于制造复杂封闭或U型开口薄壁零件，特别是变截面封闭曲线型管状零件。
热气胀成形是一种高效的金属成形工艺，适用于高强度、高刚性构件的制造。通过不同的工艺调整和应用案例，热气胀成形能够满足不同汽车零件的生产需求，并有助于实现轻量化目标
二、热辊弯
热辊弯技术是一种新型管件加工工艺，利用高强钢在高温下强度低、塑性好和回弹量小的特点，实现对高强钢的成形加工。该工艺适用于生产需要高强度、复杂截面以及复杂曲率的管类零件。其中，汽车保险杠横梁、汽车座椅加强管以及汽车电池包框架等均为适合应用的典型零件。
为使超高强度的材料应用到管形零件上，宝钢提出了一种新型管件热辊弯加工工艺。该工艺将电磁感应加热技术与无模弯曲技术相结合，可加工具有超高强度、变曲率的复杂截面特征的管形零件其工艺原理如图1所示，
根据材料变形的先后顺序，可分为预成形、加热产生相变以及淬火弯曲复合成形3个阶段。
热辊弯工艺的优势在于可以有效控制回弹、弯曲起皱、开裂等零件质量问题。同时，其使用的原材料成本低，整个流程的加工成本可控，在轻量化、成本和结构性能上具有综合优势。
工艺中的电磁感应加热装置可以精准地控制加热温度。在管件退给过程中，通过电磁感应加热装置控制加热温度和保温时间，使材料发生不同程度的奥氏体化，再经过淬火冷却，可实现管件上材料强度的不均匀分布。以此工艺条件为基础，可实现管型零件的变强度设计，材料强度分布规律如图2所示，高强度区的抗拉强度可以达到1500MPa，低强度区的抗拉强度仅为800MPa左右，过渡区长度要求大于40mm，S1~8代表过渡区材料强度，过渡区材料强度从低强度区到高强度区逐渐升高。
三、内高压成形（液压成形）
内高压成形（Internal Pressure Forming，简称IHF）是一种利用液体（如油或水）作为转动介质，通过控制内压力和材料流动来达到成形中空零件目的的材料成形工艺。以下是关于内高压成形的详细信息：
1. 技术原理
内高压成形利用帕斯卡定律，通过内部加压和轴向加力补料把管坯压入到模具型腔，使其成形为所需的工件。对于轴线为曲线的零件，需要把管坯预弯成接近零件形状，然后加压成形。
2. 关键设备
内高压成形设备通常是通过液压机的机械能转化为液体的动能来加工多种材质的产品，如不锈钢、铝、铜、铁等。
3. 模具设计
内高压成形模具是保证工件成形精度、质量和一致性的关键部件。模具通常沿工件的分型面分成上模和下模，下模固定在设备工作台上，上模固定在活动梁上，随活动梁移动开闭模具。模具设计需要基于适配设备、工件成品要求、原材料物理性能、客户生产需求等多方面因素进行。
4. 技术应用
内高压成形技术在汽车工业中有广泛应用，主要优势包括：
•实现复杂形状管件部件的一次性整体成型，提高产品质量和轻量化；•降低生产成本，减少零部件数量，降低模具成本和生产成本；•提高零件的刚度、强度，改善车辆的稳定性和安全性。
5. 应用实例
•汽车排气系统：减少零部件数量，降低生产成本，提高内表面光滑平顺性，减少排气阻力。
•汽车车架部件：降低对材料的需求，降低成本，减少焊接工序。•汽车侧踏杠：实现一次成型，减少工序，节约材料。•汽车行李架：实现整件铝合金或不锈钢行李架支架的一次成型，提高强度和规格精度，减少塑料接头。
6. 结论
内高压成形技术在汽车工业中得到了较多应用，不仅节约成本，还提升了产品品质。然而，该技术在中国的研究和应用仍处于初级阶段，需要进一步推广和研究。
四、辊压成形
辊压成型（Roll−Forming）是带材通过多道次不同形状轧辊进行横向弯曲，最终形成特定截面形状的工艺形式[1]，适用于高强度钢材的成型，对于抗拉强度1 500 MPa 的马氏体钢已有成熟的产业应用。辊压成型是一种连续轧制逐道次成型的工艺过程，通过修改辊轮型面来获得不同截面形状的产品，在机架上增加独立控制的伺服电机，通过计算机编程实现机架在板材成型过程中的横向移动，形成变截面、柔性化的生产工艺，扩展了原单一截面的产品应用局限性。
从辊压成型钢的产量上看，尤其在汽车用高强钢、超强钢方面，我国只有宝钢、首钢等几家供应商满足要求。对于抗拉强度1 200 MPa 以上的汽车用钢，我国主要依靠SSAB、Arcelor等欧洲钢厂进口。
从辊压成型设备上来看，国外将辊、冲、焊、切边、整形等工序高度集成，而国内的设备存在自动化程度低、集成度差等缺点。
从成型工艺上来看，国外存在四辊式成型、柔性辊压成型、CTA 成型、“辊冲”等多种辊压成型工艺，而国内的成型工艺主要为单一截面成型、截面与工装对应的生产模式，工艺上相对于国外有很大差距。
5.1 变截面技术
变截面技术通过在部分机架上增加独立的伺服电机驱动，通过计算机控制电机驱动辊轮进行纵向及横向移动实现截面变化，形成产品生产过程中的位移−时间曲线，通过工艺参数的输入完成产品的变截面生产。
5.2 柔性辊压成型技术
柔性辊压成型技术能使辊压设备快速适应内、外部环境的变化，从而提高生产率与设备利用率。
在柔性辊压生产线中，通过计算机控制安装在机架上的移动单元完成机架的横移，改变纵向的压合位置，从而在一套系统中生产出截面成型类似的产品，减少了设备投资种类。
5.3 局部加热技术（热辊压技术）
通过局部加热来减少高强钢经过辊压成型造成的回弹，能较好地控制截面精度，此种方法用于控制回弹量较大的板材成型。
五、辊冲
辊冲成形是综合辊弯成形、冲压成形工艺特点而发展的新工艺。该工艺耦合辊弯成形的渐进弯曲特征和传统冲压成形强约束的特点，可以避免此2种工艺成形零件的一些缺陷，如辊弯成形的冗余变形多，冲压成形的载荷大等。辊冲成形是利用多道次连续回转的超大轧辊（轧辊等效半径＞10m），依据零件形状设计的上下分块模具，对板料或卷料进行渐进式弯曲或拉深成形，以实现超高强钢变截面梁类零件的成形，辊冲成形工艺如图1所示。超高强钢梁类零件上的凸包成形，由于材料强度高、塑性低，常规冲压成形时易开裂或冲压力不足而成形不充分。
辊冲成形凸包时，由于辊冲为渐进成形，成形力小、对材料性能要求低，有利于凸包尤其超高强钢凸包的成形。现针对超高强钢零件凸包的辊冲成形，对不同尺寸的凸包进行辊冲成形有限元建模和仿真，分析凸包辊冲成形过程中的应力应变特点，获得凸包几何参数的变化对辊冲成形的影响，并获得了可安全辊冲成形的极限凸包尺寸参数。
六、3DQ=3D热弯直接淬火
3DQ=3 Dimensional Hot Bending and Quench，称为三维热弯直接淬火技术是将各种形状的钢管（例如圆管、方管或矩形管以及其他不同形状的钢管）局部加热、弯曲，然后立即在水中快速冷却以进行淬火的连续工艺。3DQ的特点是无需使用模具即可制造形状复杂的超高强度钢管部件。该技术能够制造具有钢管冷成型强度的钢管部件。我们最近完成的量产技术在收尾操作中使用机器人，这使设备更紧凑并降低了成本。该机器人技术是与安川电机公司共同开发的。
目前，汽车车身一般采用钢板冲压成型。人们早就知道，用钢管等封闭截面的构件来制造车身骨架，可以提高弯曲和扭转刚度，从而生产出轻便安全的车身。然而，存在一个问题：高强度钢管的加工难度大。可以弯曲加工的钢管的最大强度约为980 MPa。而且，很难将其加工成复杂的形状。另一方面，封闭截面的铝构件虽然已经投入实际使用，但价格昂贵，限制了其在量产车辆中的使用。
3DQ是一项突破性的技术，可以高效地制造具有复杂形状的超高强度钢管构件。它将使构件的重量减少多达50% 左右，从而实现以低成本制造轻便、坚固、安全的车身。此外，它还具有显著改变汽车车身设计理念的潜在潜力。
七、钢板双轴热冲压
新日铁开发了通过钢板冲压成型来减少零件数量的汽车后部底板，它是由多块钢板经热冲压一体成型而成。该公司认为，在机身重量和降低成本方面，它比Gigacasting 更有优势。
新型后车身底板是车身后部将侧梁、底板、驾驶室等一体化的部件。新日铁称其为“后部模块”。上部和下部模制成一体后，将它们焊接在一起形成后部车身底部。此前，19 个零件单独压制成型，然后通过焊接组装到后车身底部。因此，新款后车身底部的零件数量从19个减少到2个。
该技术的关键是拼焊板与热冲压的结合。首先，使用激光焊接将多块不同强度和厚度的钢板连接在一起，制备平板拼焊板（用于压制成型的工件）。接下来，将该拼焊板加热并压制成型，同时在模具中进行冷却和淬火以提高其强度。上部准备了12 个拼焊板，然后通过热冲压成型为一件（图2）。同样，下部由7块钢板组成。
对于冲压成型，我们开发了一种被称为“双轴热冲压”的方法，该方法不仅可以在垂直方向上施加压力，还可以在水平方向上施加压力。这使得垂直于后车身底部的轮罩部分能够模制成一体。
新日铁开发出通过钢板冲压成型来减少零部件数量的汽车后部底板。它是由多块钢板经热冲压一体成型而成。该公司认为，在机身重量和降低成本方面，它比铝一体化压铸更有优势。
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