金海威 贾永闯 黄海马 郑敏
[摘 要]伴随我国经济的持续发展，汽车变成人们平时生活当中常见的交通工具，人们对于汽车的要求也变得更高。这牵涉到新型材料在具体模具设计与汽车制造当中的有效运用能不能体现出新型材料所具有的作用，提升汽车本身的整体性能。与以往材料相比，具其自身独有的优势，可以达成人们当下生活所提出的更高要求，进而推动我国社会的稳步发展。本篇文章就新材料在模具设计与汽车制造工艺中的运用展开探讨，希望可以给大家带来帮助。
[关键词]新材料;模具设计;汽车制造
[中图分类号]U466 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）01–00–02
Application of New Materials in Die Design and Automobile Manufacturing Process
Jin Hai-wei，Jia Yong-chuang，Huang Hai-ma，Zheng Min
[Abstract]With the continuous development of China"s economy， cars have become a common means of transportation in people"s daily life， and people"s requirements for cars have become higher. This involves the effective use of new materials in the specific mold design and automobile manufacturing， can reflect the role of new materials， improve the overall performance of the car itself. Compared with the previous materials， it has its own unique advantages， which can meet the higher requirements of people"s current life， and promote the steady development of our society. This article discusses the application of new materials in mold design and automobile manufacturing process， hoping to bring help to you.
[Keywords]new materials; mold design; automobile manufacturing
材料的运用成效对于模具设计的水平具有很大影响，之前模具设计通常运用的是常规材料，经济性与工艺价值都获得了不同程度的保障，新材料的研发与运用给模具设计带来了全新的发展机遇。汽车制造工艺的水平与汽车性能、构件、质量这些方面具有紧密的关联，其中的材料运用更为严格，常规材料在性能上，势必会对汽车总的制造效果产生影响，研发新型材料已经变成大势所趋。
1 汽車新材料的发展现状
我国在汽车新材料领域虽然已然建立了相应的框架，但我国在这个领域的技术对比发达国家仍是稍逊一些，在汽车新材料该行业的发展也有着一定的差距。而主要问题就包含：①本身创新能力不足，太过依附于国外的先进技术，并不具备自主创造相关产生的条件与能力;②没有较为规范化的创新管理机制，通常都在学校或研究部门进行，这对创新的交流是非常不利的;③企业中未设立专门的创新开发部门，没有建立起完善的管理机构，难以达成市场对于高新技术所提的要求。因为并未具备现代化的技术与管理制度，也没有充足的发展资金，造成生产规模难以扩大，且生产力不高，使质量难以达到预想的效果。我国对汽车新材料相关的基础技术研究较少，可供根据的经验与技术也较少。就整体上而言，我国在汽车材料该领域才开始涉及，对于国内建设所提出的需求难以达成，发展的道路较为艰难。
2 新材料在模具设计当中的运用
模具设计本身是一个基础类的产业，其对于社会发展具有重大的影响。在模具设计中展开新材料的运用，就能够为模具设计该行业的发展提供有力保障，能够使模具设计效益与质量得到的提升。对比常规材料来说，模具设计当中新材料的运用有着更为优质的性能及质量表现。目前模具设计当中进行新材料的运用，通常包含着普通钢、环氧树脂、Invar钢以及铝合金等。对于普通钢的运用而言，在实际运用当中拥有着力学性能显著以及成本这些优势，这个材料通常使用和型面曲率相对较低的模具当中。对于Invar钢材料来说，其在力学性能上比普通钢表现得更加优秀，同时Invar钢材料本身在成本与材料膨胀系数上所表现得更好一些，因此这个材料所能够适用在各项复杂要求的模具当中。并且，在模具设计当中运用材料，还会牵涉到对数控加工技术的运用，从而在提高模具设计本身效率的同时，也保证了模具设计所具有的准确性。此外，新材料应用到模具设计当中，还应结合实际情况来做模具表面处理，新材料的运用能够在很大程度上避免常规材料在使用期间存有抗腐蚀性不好的问题;另外，新材料的应用还包含着对应的特定工艺，像激光处理以及表面覆盖工艺等，从而在提高新材料模具表面的光滑性时，也能提高模具性能，以防模具后续存在变形的情况。热塑性的复合材料具有着比强度高与比刚度高、减重成效显著且抗冲击性能较好这些特征，在模具设计期间运用热塑性复合材料，不仅可以提高模具设计的水平以及模具的质量，还可以减少生产的成本，为之后的维修与保管给予便利。因为热塑性复合材料应经过高温高压条件才可以成型，所以其运用需要受到约束。
3 新材料在汽车制造工艺当中的运用
3.1 高强度钢板的运用
在汽车制造这项工艺当中，高强度钢板这种新材料运用所取得的成效十分显著，对比常规的普通钢板来说，高强度钢板这个材料的制作，通常所用到的基础元素就是低碳钢，微量元素的运用，依据对有关精密、繁琐工艺和工序的分析，做好高强度钢板材料制作这个工作，在深拉延伸性以及抗拉强度上的表现相对较好，其中热冲压钢板的屈服强度能达到1500 MPa，甚至更高，也正是因为这样，高强度钢板在我国汽车制造当中的运用能够使得汽车能够更为轻量化和高质量的生产，进而完成对于汽车性能的优化，使汽车的刚强度达到全新水准。下面就是就对高强度钢材与激光焊接技术进行分析，如图1所示：
磷冷轧钢板的运用，通常包含着汽车外板与车门这些部分的运用较为普遍，这个种类的钢板本身在抗腐蚀性与强度上表现良好。
3.2 泡沫合金板和蜂窝夹芯复合板的运用
在当下的汽车制造中，泡沫合金板和蜂窝夹芯复合板的运用最为常见，但在实际的运用期间，夹芯材料的规格很多，主要包含着铝蜂窝与玻璃布蜂窝等，但是各项种类的蜂窝夹芯复合板具有不相同的优势与特征，而且在汽车制造中都可以体现出自身所具有的作用。对于蜂窝夹芯复合板的运用，通常都归功于自身具有的轻质抗震隔热等特征。钢板在制作期间当中将聚乙烯作为新的复合材料，能够在提升材料本身冲压成型效果的同时，完成对于零件重量的进一步降低。但对于泡沫合金板的运用，其在密度上的表现较好，而且材料本身所具有的特征较为显著，其对于外界带来的压力有一定的承载力。当然，在具体运用泡沫合金板期间，因其在种类上可以分为好多种，所以就应该结合本身情况进行各项材料的选取。
3.3 轻量化佚层钢板的运用
佚层钢板的运用，其属于复合型的材料，对比以往的材料，佚层钢板本身在防震能力和隔热能力的表现上较好，因此轻量化佚层钢板被逐渐运用到汽车底板和发动机罩这些组件的制造生产当中。在具体进行汽车制造时，镁合金的运用有着很强的导热性与密度，因此镁合金的汽車制造当中经常运用在对车门的制造。借助对新材料的运用，能够使得车门的重量得到进一步的降低。此外，镁合金这个材料通常会被用在方向盘与前后挡板这个构件的制造当中。对于镁合金这个材料的运用来说，其所具有的优势就在于：有着很强的热稳定性以及较高的强度，比如奥迪汽车，其在实际的制造期间，就会牵扯到对铝合金这种材料的运用，在提升汽车总体性能的同时，使得汽车制造能够做到轻量化。
3.4 铝合金材料
铝合金作为目前汽车制造工艺当中较为常见的新材料，其在刚度与强度上有着非常出色的表现，同时还拥有一定的抗腐蚀性能，与钢材相比密度较小。也正是因为这样，当下汽车制造普及铝合金材料中。下面是一些铝合金的材料部件，如图2所示：
就将“奥迪A8”这个汽车为案例，这个车型在具体的制造与生产当中，其在车身钣金件的制造，通常制造所需要用到的材料就是6000系列的铝合金，其在稳定性上表现得较好，同时本身的合金纯度很高，能够完成对以往钢铸件的取代工作，在减少汽车总体重量的同时，也能够提升汽车整体上的强度。而红旗某款车的副车架所运用的也是铝合金材料，如图3所示：
但就当下新材料的具体运用而言，衍生了很多新的汽车制造方式，像是“三明治式发泡铝材技术”，主要指的是依据于全新的三明治式发泡铝材技术。对于三明治式发泡铝材技术来说，通常结构能够分为3层，这其中的内部中间层就是发泡铝材质的，内部双层就是铝板与钢板。对于其制造手段来说，包含着下面这些步骤：①用新型材料依据真实情况来展开对板材半成品的制造;②将模具作为重要载体，把半成品放在其中并进行加热，这样来使得板材半成品能够展现出持续上升的趋势;③最终变成汽车制造当中需要用到的材料。各类铝合金的运用能够让汽车总体重量有所降低，同时发挥出能量吸收这个作用，为隔热与隔音提供一定的保证，增强汽车本身所具备的抗高温能力。
3.5 高性能磁性材料
我国汽车领域正向着混动、电动以及智能化的方向持续前进，这使得高性能磁材料在当下的汽车制造领域当中获得了广泛的普及，比如汽车内部的传感器、电机与电动机这些部件当中，运用高性能磁材料。在实际的运用当中，高性能磁材料的运用本身有着很强的实用性，汽车的部件系统能够变得更加轻量化，提高汽车自身部件的功率，同时减少激磁耗损情况的出现，在很大程度上增强汽车总体的性能。
4 结束语
总而言之，我国经济的持续发展势必会促进科技的进步，模具设计师与汽车制造工艺是我国汽车领域发展的主要构成部分，以往材料已然难以达成当代社会发展对其的要求，因此新材料本身在模具设计与汽车制造当中的运用就显得格外重要。在进行模具设计与汽车制造的工艺当中，我国应该尽可能体现出新材料本身所具有的优势，提升模具质量以及汽车的总体性能，进而达成社会大众对其所提出的要求，提升我国经济具有的整体竞争能力。
参考文献
[1] 程瑶.新材料在模具设计及汽车制造工艺中的运用[J].湖北农机化，2020（14）：66-67.
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