汽車用高強度復雜結構支撐件制造發展現狀及趨勢

王占輝 崔忠寶 李瑞達 李占穩

摘 要：隨著汽車輕量化的發展，汽車零部件不斷向高強度、快速化和低沉本方向發展，結構支撐件內部質量、力學性能要求均很高，生產難度大。采用已有的生產工藝存在較復雜和質量無法保證的問題，尤其在汽車用高強度結構支撐件表現突出。因此，該類零件的研究現狀和發展趨勢往往代表著汽車行業智能制造的發展水平。

關鍵詞：輕量化;高強度;汽車結構支撐件;智能制造

近年來，汽車零部件不斷向高強度、快速化和低成本方向發展，結構支撐件內部質量、力學性能要求均很高，生產難度較大，采用普通傳統制造工藝生產較復雜，工件產品質量不穩定。汽車結構支撐件作為保證汽車安全性的核心部件，其工藝集成度越來越高、尺寸精度和光潔度越來越高，強度越來越高。

高強度中厚板具有強度高、使用范圍寬、可焊接等諸多優點，是汽車結構支撐件高綜合性能的最佳用材，其制造工藝及應用水平是體現汽車安全可靠程度的一個重要方面。提高汽車結構支撐件的成形精度及綜合力學性能并降低成本，是推動中厚板結構支撐件在汽車制造業持續優化應用的重要措施。在汽車結構支撐件高標準、強結構的發展趨勢下，若要提高汽車支撐件的綜合性能和結構剛性，中厚板復雜結構支撐件的多工藝智能精密成形技術將是汽車制造業的研究重點。

同時，《中國制造2025》產業發展戰略已開始實施，密集型加工企業已不適應產業的發展，我國汽車部件企業也迫切需要做出產業結構調整，汽車零部件制造領域的高強度中厚板結構支撐件的高質量快速研發生產技術開發無疑具有廣闊的市場前景。

1 發展現狀

目前，隨著各國智能制造概念的提出，世界工業界將面林著關鍵的轉折，各國均紛紛提出自己的關鍵轉型領域，汽車部件制造企業對于人的依靠還相對較高，其制造的智能化將成為關鍵環節。發達國家在汽車制造業生產高強度結構支撐件領域，有著較為先進的智能制造技術，其生產的產品質量好且效率高。

近年來，隨著國家對智能制造發展的高重視和高要求，各個企業紛紛進行硬件提升和員工技能培訓，我國高強度結構件制造產業取得了突飛猛進的發展。無論是技術研發還是生產實踐，智能化設計生產將是汽車高強度結構件制造企業未來的發展之路。在這一點上，以規模化的汽車制造領域的高強度結構支撐件制造技術的提升是最典型的。與歐美等發達國家相比，我國在汽車領域的高強度結構支撐件先進制造產業還有較長的路要走。

總體上，我國汽車用高強度結構支撐件智能制造領域的學術研究具有一定的先進性，但將其研發生產過程系統化整合，并通過快速轉化來提高生產力的少。國內先進智能汽車用高強度結構支撐件生產技術水平整體比較落后，只有少數領軍企業具有較好的智能制造技術，產品研發過程效率較低，產品生產過程質量不好把控，能源消耗較高，經濟利潤較差。具體表現在，模樣仍以傳統加工方式和檢測手段進行、模具設計工藝參數通用性和遷移性較差;制造所使用原材料的生產和供應無法實現標準化，產品供應源質量等級較分散、差異大，對新產品新工藝的研發帶來阻礙;企業車間仍采用傳統管理方式，較為落后;產品設計工藝沒有標準化，對經驗的依賴性較高，在數字化分析技術和質量檢測技術方面應用較少;生產硬件設備不能夠滿足需求;產品生產中人工干預過高。

2 發展趨勢

汽車用高強度結構支撐件產品研發制造已經進入智能化時代，數字化設計、協同化研制、網絡化連通、自動化執行已經成為新產品研制的基本模式，制造過程以智能化信息參數作為數據輸入，完成復雜構件的機加工、沖壓成形、自動化焊接、零件裝配連接等生產活動;生產過程中所需的智能裝備是保證智能生產活動各個環節的基礎硬件資源，汽車行業復雜零件的生產制造將逐漸由設備智能控制代替人工干預，這是汽車行業產品智能制造的基礎。

面對汽車產業快速發展，其研發制造領軍企業正面臨著最嚴苛的挑戰。以汽車用高強度結構支撐件智能制造技術為例，作為整個工藝制造研究的支撐，其在高強度結構件模具先進設計技術、加工材料柔性裝夾技術、復雜高強度結構件多工藝加工技術、數字化控制管理、后處理技術等領域正開展一系列的工藝研究和工藝攻關，為產品研制解決瓶頸難題。尤其是面對高強度結構支撐件不同結構之間的變化，在零件強度和多樣性方面也提出了更高的要求，其生產加工效率和質量有了更高的要求，對于設計和制造模式的先進性也提出了更高的要求。

根據汽車領域高強度結構支撐件智能制造行業的特點進行開發研究，從應用端向研發端反饋，研制面向汽車領域高強度結構支撐件智能制造行業，實現基于先進檢測技術和數值模擬技術的高速、高精度、高柔性結構件智能制造技術，利用復合模具快速設計技術、多工藝精密定位技術的柔性夾具和圖像識別、多工序智能成形技術的有機結合，建立一個高度智能化、柔性且高效的高強度結構支撐件的研發制造體系，對汽車制造業的發展具有深刻意義。

3 總結

面對消費市場的快速變化及汽車輕量化的要求，建立針對不同高強度復雜結構支撐件的快速研發制造體系，是汽車行業未來發展需要解決的關鍵問題，也是智能制造的發展趨勢。

基金項目：天津市重點研發計劃京津冀科技成果轉化項目（18YFCZZC00330）。

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