赵雨

摘要：近年来，随着社会经济水平的提高，人们对于汽车也提出来更高的要求。这就要求设计人员在设计汽车的过程中更加注重汽车的安全性能、环保性能、人工智能等。汽车轻量化能够有效改善汽车的性能，为汽车的安全运行提供保障。汽车轻量化已经成为汽车行业发展的趋势，在设计和制造汽车的过程中，选择轻量化的材料和工艺能够有效提高汽车的使用性能，而且还能够有效缓解道路运行的压力。本文从汽车轻量化研究和分析入手，对于汽车轻量化的材料进行简单的介绍，分析汽车轻量化材料及制造工艺。

关键词：汽车;轻量化材料;制造工艺;分析

中图分类号：U463.1                                    文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）16-0044-02

0  引言

近年来，随着科学技术的提高，为我国汽车行业的发展提供了技术支持。随着生活水平的提高，对于物质和精神上的享受有了更高的要求。汽车也慢慢普及，成为人们的重要的交通工具，给人们的生活提供了一定的便捷，在人们日常生活中有极其重要的价值。但是随着我国汽车的逐渐普及，也产生了一些不利影响，比如石油能源消耗问题、报废汽车处理问题等，对人们的生活环境造成了严重的影响。因此对于汽车设计与制造的创新是解决这些问题的有效途径，尤其是汽车轻量化研究进入人们的视野，这不仅有利于降低环境污染，而且还能够提升汽车的安全环保性能等，为未来汽车发展提供了明确的方向。因此对于汽车轻量化材料及制造工艺进行分析是很有必要的。

1  汽车轻量化研究和分析

1.1 汽车轻量化研究

汽车轻量化研究是目前汽车行业领域研究的重要课题，所谓的汽车轻量化并不是单纯地简化汽车车型。首先，在轻量化设计的过程中，确保的汽车性能不会发生相应的损害，从而科学、有效地降低汽车的重量。其次确保汽车制造成本降低或者不变，避免由于增加汽车制造的成本，导致汽车售价增加，降低了汽车的销售量。

汽车轻量化技术是一种全新的技术，主要有以下两部分组成：一是汽车结构的设计;二是轻量化材料的合理使用。这种技术不仅关注汽车的外形，更重要的是提高了对汽车性能的重视程度。目前，汽车结构的轻量化设计主要采用前轮驱动、高刚性结构、超悬结构等来达到汽车轻量化的目的。汽车轻量化材料的合理使用方面，可以选择一些轻量化的材料来代替原有的材料来达到汽车轻量化的目标。

1.2 汽车材料的使用对于汽车轻量化起到决定性作用

汽车轻量化不仅有利于降低汽车的重量，而且还能够有效降低汽车发动机的发电功率。具体来说，汽车轻量化设计和制造所采用的材料主要包括以下几种：

①在制造汽车的过程中，选择一些使用密度比较小、强度比较高的轻量化汽车材料，比如碳纤维、高强度钢板等。

②还可以使用一些密度、工艺性能比较好的高强度钢。

③使用新型材料加工而形成的轻量化结构材料，比如金属基符合材料等。

2  汽车轻量化材料

为了实现汽车轻量化，确保汽车的安全性能和环保性能是汽车行业所关注和研究的重要课题。在制造汽车的过程中可以选用一些轻量化材料来代替原有的汽车制造材料，从而实现轻量化的目的。

本文就汽车行业中使用比较广泛的汽车材料做一个简单的介绍，具体来说有以下五种材料：一是纤维增强材料，纤维增强材料主要是指玻璃纤维、碳纤维等等，经过一系列复杂的工艺形成的复合型材料，比如PP、PA66等，具有强度大、耐磨性好等特点，这种材料主要运用于制造汽车的托盘、支架等，从而保持汽车的稳定性和强度，以复合型材料代替原有的汽车制造材料，从而达到汽车轻量化的目的。二是低密度PP材料，该材料是所有树脂材料中密度最小的，它的拉伸强度和刚度都比较好，但是这种材料的抗冲击能力比较差。但是经过一系列的加工强化后，该产品的性能在许多行业都能与成本比较高的工程塑料相竞争，在汽车制造的过程中选用心中低密度PP材料，就能够有效降低汽车的制造成本。这种低密度PP材料主要运用制造汽车保险杆、门板等部件有着明显的汽车轻量化效果。三是工程塑料。工程塑料具有质量轻、防腐蚀性能好的特点，工程塑料主要运用于汽车零部件制造。而且工程塑料在汽车制造过程中的应用越来越广泛，甚至在有些汽车制造中工程塑料已经远远超过了铁的用量，塑料的质量比较轻，能够有效降低汽车的重量。四是低VOC绿色环保材料，在传统的汽车制造材料中，汽车内饰部件很容易挥发出一些有机化合物，简称为“VOC”，这种挥发性有机化合物对于汽车内空气质量造成不利的影响。这种物质的挥发性比较强，尤其是车内温度过高的时候，这些物质就会凝结在挡风玻璃上，对于汽车安全运行造成一定的影响。而且这种物质还会产生一定的异味，会给车内人员带来一定的危害，有损人体健康。低VOC材料主要是通过一些高纯度、高热氧的添加剂，从而降低汽车内饰部件的挥发性，而且采用低VOC绿色环保材料能够有效改善车内环境，保持驾驶人员的身体健康。五是鋁合金材料，与其他合金材料相比，铝合金材料的质量比较轻，在设计和制造汽车过程中所运用的范围也比较广泛。铝合金材料本身就具有很强的耐腐蚀性，但是这种材料的刚度比较小，需要进行一系列的加工操作，以此来提高铝合金的刚度。将铝合金应用于汽车零部件制造中，能够有效吸收汽车碰撞中产生的能量，从而提高汽车的使用性能。目前在我国汽车制造中所运用的铝合金材料主要包括变形铝合金和铸造铝合金，其中铸造铝合金的应用范围比变形铝合金的应用范围更广，比如用于制造汽车发动机的钢盖、缸体制造等。

3  汽车轻量化制造工艺

3.1 激光焊接技术制造工艺

在制造汽车零部件的时候，可以用激光焊接技术来进行汽车零部件的轻量化处理，尤其是对汽车的底板、侧围、尾门内板等汽车零部件进行相应轻量化处理，这种激光焊接技术能够有效针对不同强度、厚度的钢板进行有效的焊接，从而保证各个焊接部位的完整性和一致性，从而提高汽车材料的使用效率，减少汽车制造材料的浪费，进而能够有效降低汽车的生产成本。这种激光焊接技术的优点主要体现在以下几个方面：

①激光焊接技术能够将不同强度、厚度的钢板进行无缝焊接，从而降低汽车重量。这种技术能够有效提升汽车本身的刚度，从而提高汽车的抗打击能力，为汽车的安全运行提供良好的保障，而且能够有效改善整个汽车的性能。

②这种激光焊接技术能够有效改善整个汽车制造的流程，而且还能够减少模具的数量，从而降低汽车制造的成本，从而获取更大的经济效益。

③这种激光焊接技术有着极强的工艺性特点，而且这是一种无缝焊接技术，具有很强的耐腐蚀效果。近年来，随着科学技术的飞速发展，激光焊接技术也取得了一定的成效，但是这种技术在实际运用的过程中，还存在一定的不足。因此汽车行业领域的设计和研究人员一定要加强对于激光焊接技术研究的重视程度，能够有效实现汽车轻量化的目标。但是这种激光焊接技术在实际应用的过程中还存在一定的问题。与普通钢材相比，激光焊接技术的母材焊缝、尺寸可能会存在一定程度的差异，没有办法有效控制钢材起皱、破裂的问题。因此只有构建合适的激光焊接模板，激光焊接技术才能充分发挥自己的优势，这是激光焊接技术发展过程中需要解决的问题。

3.2 热成型技术制造工艺

在设计和制造汽车的过程中，要想实现汽车轻量化的目标，就离不开热成型技术制造工艺，这对于汽车零部件的制造有重要意义。热成型技术的主要为钢板加热——形成奥氏体状态——深加工。只有经过这一系列的操作，才能够有效实现轻量化材料成型设计，这有利于提高汽车的性能，比如汽车的抗冲击能力、抗腐蚀能力等。热成型技术制造工艺的加工原理与传统的冷冲压有一定的差别，在具体的汽车制造和加工过程中，热成型技术有着独特的优势，具体来说体现在以下方面：

①热成型技术的回弹力度比较小，能够准确控制汽车零件的尺寸，为汽车组装工作奠定良好的基础。

②运用热成型技术所加工的零部件更薄，能够有效降低汽车的整体重量，从而实现汽车轻量化的目标。

③运用热成型技术所加工出来的零件具有很好的延展性和可塑性，能够加工出一些比较复杂的零件。

④运用这种技术能够有效降低材料的变形能力，从而提高汽车材料的使用效率，进而降低了汽车制造的成本，从而为汽车企业带来更大的经济效益。

⑤这种加工技术所加工出来的汽车零件表面硬度比较高，甚至会达到50洛氏硬度，比传统的加工工艺高出2-3倍。但是目前我国的热成型技术制造工艺还不够成熟，不管是生产技术还是生产规模都没有办法达到国际先进的热成型技术，还没有办法满足我国汽车制造业的需要。虽然有一些汽车企业已经建立了热成型生产线，但是这些技术都是从国外引进的，没有自己的创新。随着人们对于汽车轻量化研究的重视，各大研究机构也开始重视对于热成型技术的研究，也取得了一定的研究成果，这有利于提高我国热成型工艺的水平，推动我国汽车行业不断向前发展。

4  结束语

综上所述，随着社会经济水平和人们生活水平的提高，人们对于汽车有了更高的要求。因此汽车的环保安全性能以及人工智能已经成为未来汽车发展的方向。近年来，随着人们提高了对环境保护的重视程度，对于提高汽车的环保性能、安全性能、人工智能的研究已经成为汽车领域专家所研究的重要课题。尤其是对于汽车轻量化的研究，降低汽车的整体质量能够有效降低汽车的能源损耗，能够有效减少汽车尾气的排放，降低汽车对于环境的污染程度。要想实现汽车轻量化的目标，其中最重要的就是选择一些轻量化材料以及改善汽车轻量化制造工艺，从而实现汽车轻量化的目标，推动我国汽车行业持续健康的发展。

参考文献：

[1]“汽车轻量化技术与产品巡展-北汽福田站”成功举办[J].汽车工程，2017，39（7）：848-849.

[2]郑晖，赵曦雅.汽车轻量化及铝合金在现代汽车生产中的应用[J].锻压技术，2016（412）：1-6.

[3]苏海彤.汽车轻量化的设计与制造新工艺[J].大科技，2017（18）：211-212.

[4]郭玉琴，朱新峰，杨艳，等.汽车轻量化材料及制造工艺研究现状[J].鍛压技术，2015，40（03）：1-6.

[5]王小超，宋彬.汽车轻量化材料及制造工艺研究现状[J].工业B，2015（5）：286-287.

[6]张磊.汽车轻量化材料及制造工艺研究现状[J].科技展望，2017，27（3）：125-126.

[7]刘磊.研究汽车轻量化材料及制造工艺[J].工程技术：全文版，2016，44（11）：3-5.