2014年,本田讴歌MDX车型上全球首个热成形一体式门环的应用,彻底颠覆了传统汽车零部件的制造模式,门环的概念至此深深印入每一位汽车人的脑海中。而今,已是热成形一体式门环问世的第十年。
在汽车设计中,门洞区域的安全特别的重要。这是因为在碰撞发生时门洞的位置与驾乘人员的生存位置重合,而驾乘人员和碰撞物之间仅一门之隔。因此,门环必须充足强来避免车身结构断裂变形对人体造成了严重的伤害,同时保证车门在事故中能够打开,门环下部区域则需要较高韧性来吸收碰撞能量。
热成形一体式门环这项突破性技术,便是应用了安赛乐米塔尔发明的专利产品铝硅镀层热成形钢Usibor 和Ductibor 。通过热成形加工工艺,Usibor 在热成形后的强度能够达到普通汽车用钢的2-3倍,能够在关键时刻为车内驾乘人员提供高强度的生存空间;而Ductibor 在热成形后能轻松实现高强度和高韧性之间的完美平衡,非常适合于车身吸能区域。另外,相比其它热成形硼钢尤其是裸板,铝硅镀层热成形钢很适合高温加热冲压工艺,零件的机械性能和最终尺寸的稳定性能够获得有效保障,成为实现一体式门环解决方案的理想材料。
在设计之初,热成形一体式门环便将小偏置碰撞测试作为其设计策略的一部分。小偏置碰撞非常容易导致乘员舱的严重变形,在大量交通事故调查中发现,那些死亡率较高的事故中,这种更小重叠面积的碰撞是致命的根本原因。多款应用热成形一体式门环的车型如本田讴歌MDX在正面小偏置碰撞中的表现堪称教科书,在车辆的整个前端被撞击成“手风琴”后,你仍然能够毫不费力地打开车门,进出驾驶舱。
合适的材料用在合适的地方,通过激光拼焊技术,不同强度、韧性和不同厚度的材料得以组合,白车身前门洞区域的A柱上、B柱本体、门槛、A柱下等结构件被整合为一个大型整体式环形激光拼焊板。
如此,传统由多块板料、多套冲压模具、多次冲压、多零部件间点焊而成的生产模式被简化为一块板料、一套冲压模具、一次冲压成型便可完成整个门框,无需后续装配。通过减少的零件数量和工序,门环生产的综合成本大大降低。
减重仍然是提高燃油经济性(续航能力)和降低碳排放最重要的手段之一。让汽车更坚固、更安全的同时减轻汽车的重量并不是一件容易的事,通过第二代铝硅镀层热成形钢Usibor 2000和Ductibor 1000的应用,热成形一体式门环相较上一代基准方案,强度提升30%以上;材料的适当减薄使得单车实现减重8.6kg,降幅达到28%。
而通过对焊缝位置和布料的逐步优化,门环的重量得以逐步降低。2017款克莱斯勒大捷龙,应用了世界上第一个5片式和5道焊缝设计的热成形激光拼焊门环,相比4道焊缝的门环设计减重超过4kg,相比传统的点焊设计减重10kg。
在安赛乐米塔尔全球研发和EVI先期介入的支持下,VAMA整合下游服务网络GONVVAMA将热成形一体式门环解决方案引入中国,在车型设计的早期与汽车制造商开展密切合作,可以为国内汽车行业提供完整高效的热成形一体式门环供应链服务体系。
通过量身定做的门环解决方案、热成形数字化模拟、布料优化分析、激光拼焊板成形性研究、门环设计验证以及工业化生产下的成本分析等服务,助力汽车制造提高生产效率,提升车身性能。
十年间,热成形一体式门环已经在国内外得到普遍应用,越来越多配置有热成形一体式门环的汽车行驶在道路上,成为汽车制造商提高车辆碰撞安全性能、降低车身重量和成本的首选方案。通过材料和工艺的不停地改进革新,铝硅镀层热成形钢Usibor 和Ductibor 经历了多次迭代,强度和韧性不断的提高和突破,为车身门环设计带来更多可能性和自由度。
除此之外,为积极应对汽车行业对整合供应链、车身模块化及可持续发展的要求,多零件集成这一全新解决方案应运而生,也为热成形一体式门环的拓展设计提供更多新思路、新方法。
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