Przez długi czas stal była podstawą przemysłu samochodowego. Wśród ogólnych materiałów konstrukcyjnych nadwozia ponad 85% stanowią materiały stalowe. Chociaż zastosowanie stopów aluminium, stopów magnezu, tworzyw sztucznych i materiałów kompozytowych w produkcji samochodów stale rośnie, stal o wysokiej wytrzymałości jest nadal aktualnym wyborem ze względu na jej zalety, takie jak duży potencjał redukcji masy, wysoka energia pochłaniania zderzeń, wysoka wytrzymałość zmęczeniowa, i wysoką formowalność. Podstawowy materiał konstrukcyjny nadwozi samochodowych. Takie stalowe blachy pochodzą z Europy! Unijne normy emisji zmusiły ich do zmniejszenia masy samochodów.
Proces formowania na gorąco stanowi rewolucyjny przełom w zastosowaniach stali o wysokiej wytrzymałości
Chociaż konwencjonalna stal o wysokiej wytrzymałości ma wysoką wytrzymałość na rozciąganie i granicę plastyczności, ma ona nie tylko słabą zdolność do odkształcania w temperaturze pokojowej, ale także ma wąski zakres odkształceń plastycznych, wymaga dużej siły tłoczenia i jest podatna na pękanie. Jednocześnie zwiększa się sprężystość części po formowaniu, co skutkuje słabą stabilnością wymiarów i kształtu części. Dlatego tradycyjne metody formowania są trudne do rozwiązania problemów napotykanych w przypadku płyt stalowych o wysokiej wytrzymałości w produkcji nadwozi samochodowych, a technologia formowania na gorąco rozwiązuje te problemy.
Proces termoformowania polega na podgrzaniu płyt ze stali o wysokiej wytrzymałości w temperaturze pokojowej do 880-950 stopnia, następnie przesłaniu ich do formy z wewnętrznym układem chłodzenia w celu tłoczenia, a na koniec szybko je schłodzono w celu utwardzenia wytłoczonych części. Technologia termoformowania ułatwia precyzyjną kontrolę wymiarów części, znacznie poprawia wytrzymałość i zmniejsza wagę części.
Stal o wysokiej wytrzymałościczęści wykonane metodą termoformowania są rozmieszczone w przednich belkach podłużnych, tylnych belkach wzdłużnych, słupkach A, słupkach B, tunelu środkowym, ścianie przedniej, belkach podłogowych i innych częściach. Części te są elementami konstrukcyjnymi zapewniającymi bezpieczeństwo nadwozia i ponoszą główną odpowiedzialność za ochronę kabiny pasażerskiej. Dlatego też wymaga się od nich wysokich właściwości mechanicznych, właściwości formowania, właściwości spawalniczych, zwłaszcza dużej odporności na włamanie i zdolności pochłaniania energii.
Im grubsza jest blacha stalowa karoserii, tym lepiej. „Cienki” i „mocny” to trend.
Im grubsza jest blacha stalowa karoserii, tym lepiej. Zbyt gruba blacha stalowa nie tylko zwiększy masę nadwozia, wpłynie na zużycie paliwa i stabilność prowadzenia, ale także spowoduje, że przedział pasażerski, który powinien być chroniony, będzie udźwignął większe obciążenie ze względu na nieuzasadniony rozkład wytrzymałości. Ma zbyt dużą odpowiedzialność za pochłanianie energii, więc nie może odgrywać dobrej roli ochronnej.
Dlatego projekt nowoczesnego nadwozia samochodowego jest zgodny z zasadą projektowania wymagań „używaj dobrej stali w najnowocześniejszej technologii”. Z jednej strony nadwozie pojazdu jest maksymalnie odciążone, zapewniając jednocześnie bezpieczeństwo kolizyjne nadwozia; z drugiej strony, poprzez rozsądny rozkład wytrzymałości części nadwozia, osiąga się cel pochłaniania energii w różnych częściach i ochrony kabiny pasażerskiej.
„Zmienny przekrój” i „zmienna wytrzymałość” doskonale godzą „sprzeczność” pomiędzy bezpieczeństwem kolizji a lekkością
Stal o wysokiej wytrzymałości wykorzystująca technologię formowania na gorąco stanowi potężną „broń” w projektowaniu nowoczesnych nadwozi samochodowych. Jego dobre właściwości mechaniczne poprawiają bezpieczeństwo samochodu oraz wytrzymałość i sztywność nadwozia. Jednocześnie uwzględnia lekkość nadwozia i utrzymuje lub nawet poprawia właściwości dynamiczne pojazdu. , właściwości akustyczne, stabilność obsługi, oszczędność paliwa itp. W procesie formowania na gorąco zachodzą dwie kluczowe „zmiany” – „zmiana przekroju poprzecznego” i „zmiana wytrzymałości”, które pozwalają, aby stalowa płyta nadwozia stała się „cienka” i silny".
Celem zmiany przekroju jest maksymalizacja lekkości nadwozia poprzez zmianę grubości przekroju przy jednoczesnym zapewnieniu bezpieczeństwa kolizyjnego nadwozia. Dzięki precyzyjnej kontroli rolek podczas walcowania możliwe jest osiągnięcie ciągłych zmian grubości blachy stalowej. W porównaniu z tradycyjnymi częściami o tej samej grubości materiału i częściami spawanymi laserowo, części z blachy stalowej o płynnym przekroju poprzecznym mają nie tylko takie samo bezpieczeństwo przed kolizją, ale także znaczący jest efekt lekkości.
Zmienna wytrzymałość ma na celu pochłanianie energii w różnych częściach i ochronę kabiny pasażerskiej poprzez rozsądny rozkład wytrzymałości części nadwozia. Na przykład w nowym Touranie L zastosowano technologię termoformowania o zmiennej wytrzymałości w częściach tylnej belki wzdłużnej. W przypadku uderzenia w tył tylna część tylnej belki wzdłużnej może odkształcić się i pochłonąć energię, a wysoka wytrzymałość przodu tylnej belki wzdłużnej zapewnia bezpieczeństwo kluczowych elementów, takich jak kabina pasażerska i zbiornik paliwa. Części nie są ściśnięte. Optymalizacja struktury nadwozia jest bezpośrednim odzwierciedleniem niemieckiej jakości. Ponieważ technologia termoformowania o zmiennej wytrzymałości wymaga bardziej złożonej konstrukcji formy i zapewnienia procesu niż zwykłe części termoformowane, opanowało ją tylko kilka światowych firm motoryzacyjnych.
Dzięki zastosowaniu stali o wysokiej wytrzymałości i zaawansowanej technologii przetwarzania lekka konstrukcja nadwozia stała się głównym nurtem nowoczesnego projektowania samochodów. Kierując się bardziej zaawansowanymi koncepcjami, bezpieczeństwo samochodu nie tylko nie zostanie utracone w wyniku zmniejszenia masy nadwozia, ale może także w większym stopniu chronić integralność kabiny pasażerskiej w przypadku kolizji. Lekkie nadwozie pojazdu może poprawić dokładność sterowania, skutecznie zmniejszyć zużycie paliwa i obniżyć koszty pojazdu.
