汽车工业如何满足政府和市场提出针对节能减排越来越严格的要求？方法之一是使用更轻和更坚固的材料来降低车身质量，先进的热成形技术为此带来了新机遇。

热成形就是将硼合金钢料加热到最高930℃之后成形，然后迅速冷却至室温。该工艺能使材料的硬度达到原始板材硬度的3倍，从而能够生产强度极高但重量较轻的零件。目前，热成形技术主要用于车身零件，例如中立柱以及侧防撞梁。除此之外，主机厂在制造地板通道和中立柱以及一些底盘零件时也使用了热成形技术。使用传统制造方法生产的中立柱的坯料厚度为2～3mm，质量为20kg；采用热成形技术后，厚度只有原来的一半，质量则减轻50%，但是强度保持不变。未来几年，热成形汽车零件的应用比例将大幅增加。

热成形技术

与传统冷冲压相比，热成形存在与该工艺相关的节拍时间更长这一缺点。汽车工业的目标是使用该技术制造越来越复杂的零件，要求质量有保证、工艺较灵活、交货时间短和成本较低。 该技术目前正在不断发展，以满足未来的需求。使用定制和基于模块的生产解决方案可以创建更有效的流程。在更紧凑的单元内加热，通过持续简化加热和冷却可以改进工艺。

优化节拍时间是开发热成形生产解决方案的公司最重视的问题之一。在实际操作过程中，就是降低从加热炉到模具冷却这一工艺各阶段的十分之几秒。 来自瑞典的AP&T公司是该技术领域的领先者之一。AP&T公司已经开发了称为“多缸系统”的先进技术，能够提高约66%的冲压速度。以前需要3s完成的操作，现在只需1s即可。这意味着金属板保持足够高温，能够在一次行程中拉深，以此成形更复杂的零件。为缩短冷却时间，AP&T公司开发的一种生产解决方案由于采用特殊的冷却通道设计而能够两倍速消除热量。

使用激光完成工作

缩短节拍时间的工作不仅包含加热、冲压和冷却，而且包含后期处理。目前，通常采用激光切割完成热成形零件，但是激光切割速度远远不能与冲压速度相比，这意味着后期工作需要运输零件和储存空间。AP&T公司目前开发和测试了一种能够以与冲压速度相同的进行高精度激光切割的方法。此方法采用位于液压机旁边封闭单元内的多个互动机器人进行激光切割，这使得周期时间更短，地面占用空间更小。

新型加热方法

AP&T公司专注的另一个研究项目是非传统的加热方法。挑战在于能够使用裸板以及避免受热的材料表面形成氧化皮。通常，我们采用现代技术很难避免这一问题，因为来自周围的水蒸汽和氧气会在加热期间进入加热炉。为了避免材料表面形成氧化皮，必须在不会发生化学反应风险的保护气氛中进行加热。加热期间添加氢气、一氧化碳和氮气有时可以达到这种目的。AP&T公司研发中心测试了新的加热技术，该测试表明完全可以在现实条件下的稳定工艺中生产采用裸板制造的热成形零件，实现材料表面的氧化皮最少或可不计。

结语

汽车工业的目标是使用更大比例的热成形零件以降低汽车质量，这意味着未来将使用热成形技术制造越来越复杂的零件。汽车门框周围的金属零件即是一个示例。这些零件通常由不同材料制造的4个零件组成。每个零件经过独立冲压，然后一起焊接到车身上。在不久的将来，将有可能在冲压之前连接零件，这将减少收尾工作的必要性并大幅提高加工速度。

简而言之，热成形技术领域的发展突飞猛进。该技术将为更广泛的领域所应用，以满足全球生产能力迅速扩张而带来的需求。同时，此生产工艺仍然需要进行持续改进，并且对于决定热成形技术瓶颈的研究项目也是势在必行。