近日，Novelis Inc宣布啟動其新的輥壓成型開發(fā)線。新的開發(fā)線將幫助諾貝麗斯?jié)M足行業(yè)對可生產(chǎn)大量高強(qiáng)度鋁制汽車零部件的工藝的需求。

在底特律的諾貝麗斯汽車客戶解決方案中心，新的最先進(jìn)的輥壓成型開發(fā)線將為諾貝麗斯提供獨特優(yōu)勢，可以在內(nèi)部全年開展全方位的輥壓成型研發(fā)。生產(chǎn)線的接入將促進(jìn)無與倫比的創(chuàng)新并加快開發(fā)流程，以確保開發(fā)復(fù)雜的高強(qiáng)度鋁輥壓成型產(chǎn)品，并更快地驗證工藝的穩(wěn)健性。

輥壓成型

輥壓成型（Roll Forming簡稱RF），中文名又為冷彎、滾壓、滾彎、羅拉等，英文名為roll forming，是一種將金屬板材或帶材通過連續(xù)輥式彎曲方法獲得各種開口、閉口、寬幅變形斷面金屬型材的技術(shù)，如下圖所示。

傳統(tǒng)輥壓成型工藝示意圖

生產(chǎn)線如下圖所示，通過對物料施以擠壓、摩擦，使通過輥隙的物料在此作用下形成一定形狀、規(guī)格，從而制成符合要求的零部件。

輥壓成形生產(chǎn)線示意圖

輥壓的斷面有開放式和封閉式兩種。開放式有幾字型和C字型等；封閉式有D字型、B字型和日字型等。

輥壓成形的各種不同斷面

工藝特點

輥壓成型工藝具有很多優(yōu)點：

A.可連輥壓成形續(xù)生產(chǎn)，長度不受限制，生產(chǎn)效率高，與沖壓相比輥壓成形提高效率10倍以上；

B.材料利用率高，能節(jié)約15%左右；

C.沖壓工藝只能做開放式截面，封閉輥壓成形式截面要做成2件再合起來，輥壓可以直接產(chǎn)出輥壓成形各種不同封閉截面的零件。

定制輥壓成型

隨著汽車行業(yè)朝著電氣化方向發(fā)展，它要求更快地生產(chǎn)更輕、更環(huán)保的零件。通過輥軋成型工藝，鋁帶以連續(xù)方式逐漸成型，以形成具有不同程度細(xì)節(jié)和強(qiáng)度的所需形狀。鋁輥壓成型提供可擴(kuò)展和可定制的工藝，為大規(guī)模生產(chǎn)高強(qiáng)度鋁提供了重要機(jī)會。

如下表所示，定制輥壓技術(shù)是對傳統(tǒng)輥壓成型技術(shù)的補充和完善。定制輥壓型材與傳統(tǒng)輥壓型材的主要區(qū)別在于，傳統(tǒng)輥壓型材主要以圓管和方管等標(biāo)準(zhǔn)型材為主，而定制化輥壓型材的截面結(jié)構(gòu)取決于客戶需求，針對不同的應(yīng)用場景，每一個截面的定制輥壓型材都是一個完整解決方案的載體。典型的定制輥壓型材截面如下圖所示，截面具備尺寸精度高、形狀復(fù)雜以及結(jié)構(gòu)功能一體化等優(yōu)點。

定制輥壓型材

定制輥壓成型技術(shù)主要內(nèi)容

鋁合金輥壓成型技術(shù)應(yīng)用情況

正因為輥壓工藝諸多優(yōu)點，其在很多汽車產(chǎn)品中輥壓成型都有應(yīng)用，主要有前后防撞梁、車門檻、車門頂飾條、門框亮條、座椅滑軌、汽車等截面縱梁、車門上框、玻璃導(dǎo)槽、車門導(dǎo)軌、落水槽嵌條等。

雖然輥軋成型對行業(yè)來說并不新鮮，但其生產(chǎn)復(fù)雜高強(qiáng)度鋁部件的能力尚未得到充分開發(fā)，需要創(chuàng)新和投資才能最大限度地發(fā)揮其潛力。

當(dāng)前，國外輥壓成型技術(shù)已經(jīng)廣泛采用各種新材料，包括鋁、鎂合金，碳纖維，復(fù)合材料，高強(qiáng)鋼等。

2021年Euro Car Body會議上由Alumobility帶來了基于2019年ECB參展的車型Audi e-tron的更新設(shè)計，應(yīng)用鋁合金輥壓成形技術(shù)Alumobility更新設(shè)計了Audi e-tron門檻部分零件，代替上一代的鋼制零件。重量節(jié)省了13.2kg(減重31%)，零件數(shù)量從8個減少到6個。

國內(nèi)輥壓型材仍然主要以200～400 MPa強(qiáng)度級別的普碳鋼和低合金鋼為原材料，產(chǎn)品厚度一般在4 mm以上。主要原因是國內(nèi)生產(chǎn)廠家對輕質(zhì)材料的加工性能并不了解，難以解決輥壓成型過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題以及型材服役過程中出現(xiàn)的使用問題。

總結(jié)

由于汽車行業(yè)優(yōu)先考慮電氣化和可持續(xù)性，加上鋁自身具備的諸多優(yōu)點，例如提高安全性、降低腐蝕風(fēng)險和提高性能，轉(zhuǎn)向大規(guī)模生產(chǎn)鋁密集型車輛是行業(yè)發(fā)展的重要方向。諾貝麗斯推出自己的輥軋成型開發(fā)線是推動技術(shù)向前發(fā)展的關(guān)鍵一步。

諾貝麗斯公司全球汽車副總裁Jamie Zinser表示：“汽車行業(yè)了解鋁的好處，并期待諾貝麗斯開發(fā)支持其增長計劃的技術(shù)。其中一項技術(shù)是輥壓成型。我們正在推出這項技術(shù)“開發(fā)線加速研發(fā)，而不是成為一家輥壓成型公司。我們的目標(biāo)是與我們的汽車和一級合作伙伴合作，創(chuàng)新和開發(fā)支持電氣化運動的鋁板技術(shù)。”

諾貝麗斯是第一家投資建設(shè)自己的輥軋成型開發(fā)線的壓延鋁公司，這表明其致力于創(chuàng)新和開發(fā)新技術(shù)，從而迅速將高強(qiáng)度鋁的重量、可持續(xù)性和成本優(yōu)勢帶入汽車市場大規(guī)模。

參考文章

[1]專題文章|定制輥壓成型技術(shù)發(fā)展綜述，晏培杰,現(xiàn)代交通與冶金材料,2022-09-23。

[2]技術(shù)洞察|歐洲車用鋁合金技術(shù)研究進(jìn)展,亞洲汽車輕量化展,2021-11-17。