王国领：辊压技术在轻量化的应用及发展趋势

　　7月12日，“2018中国汽车轻量化产业高峰论坛”在上海隆重举行，论坛以“新技术、新材料、新工艺“为主题，旨在降低汽车自身重量同时提高输出功率、降低噪声、提升操控性和安全性，并对汽车轻量化政策趋势发展、整车轻量化平台化设计方案、关键零部件轻量化技术开发及汽车轻量化多材料应用及成本控制分析等问题展开探讨。

　　顺普汽车零部件有限公司副总经理王国领

　　顺普汽车零部件有限公司副总经理王国领从产品设计、指导工艺等角度，讲述了辊压技术在汽车轻量化当中的应用，以下是演讲实录（有部分删减）：

　　大家下午好，非常感谢盖世汽车给我们这个机会做汇报，我是顺普汽车零部件副总经理王国领，浦项是我们的供应商之一，下面我从产品的设计还有指导工艺角度来讲，讲一下辊压技术怎么为车身结构轻量化作出我们的贡献。

　　简单介绍一下顺普集团。 公司总部是在美国密西根的西部，回顾历史我们讲是1974年开始做汽车零部件，顺普在这之前就做辊压工艺，一直为密西根的家具行业做辊压件。辊压的特征是材料利用率特别高，成本很有优势，克莱斯勒就讲， 你们做家具这个件，给我做做前防震梁，挑战在哪里？防震梁尺寸非常大，顺普花了一些专家把生产线改造，把断面做出来了。美系和日系都成了我们忠诚的客户了，就这样逐步发展起来的。

　　这是我们做的最传统的产品，前后防撞梁，我们现在在北美市场上我们占主导的份额，2007-2008年顺普来到中国，在昆山建了独资公司，全中国制造的车份撞梁用辊压工艺来做应该不超过5%，慢慢发展起来，我们顺普参与很多主机厂正向开发，防撞梁这样一块25%左右用辊压成型的技术。辊压除了做防撞梁以外也在逐步的延伸的产品，这个图可以看到车身结构很多地方，现在做的包括门坎板、侧围的边梁等等我们都用辊压工艺在做。我们谈一下做一个零部件供应商怎么开拓业务，我们的心得是，我们做产品比较专一，梁结构的件。但是我们一直保持创新，保持跟主机厂前期介入正向开发，所以我们在全球基本上不管欧系、日系、美系主机厂都有我们的代表机构，主要是正向开发的产品工程师，配合他们做前期开发，也就是说我们带着我们对产品的理解，对工艺的理解给一个交钥匙的方案。在中国也是延伸这个模式，前期技术介入。

　　在中国我刚刚讲我们在昆山建的总厂，在广州有一个分厂，从南到北主机厂布局区由当地的组装厂，形成全国的配套布局。包括中国、北美，我们是一个源自北美的公司，我们非常感谢主机厂给我们正向开发合作的机会，经验的积累，我们比较中立的在各个主机厂之间分享，陆陆续续开发了很多不同的主机厂客户，在中国包括奇瑞、一汽我们也有对接，也有产品开发，也有产品供货给他们。很多朋友对辊压工艺比较理解，我大致讲一下辊压特征，是20组30组滚轮成型的，我可以利用先进高强钢冷成型到1700兆帕，模具的共享性非常好，如果到辊压线上看一下，如果梁的断面几何形状是一样的，零件可以长短不同，零件弯曲的曲率完全不同，零件上开的孔不同，但是辊压模具是共用的。某日系品牌两款车前后三代我们共用生产的辊轮，成型效率非常高，从板材送料进去到零件出来整个工时十几秒钟全完成了，如果没有的组装就可以装车了，成型效率非常高。我可以很容易做闭口端面，开口的还有，但不是主流，闭口是辊压成型，闭口各个弯角可以做的很尖锐。但是辊压成型也有很明显的短板，我这个梁结构做的都是等截面的，如果布置上非要变截面这就是我的短板了，我们知道有人在开发变截面的辊压技术，但是那种方法目前具备的不能加工太高强度的钢板，所以有得有失。怎么解决短板呢？我用强度高一点，把截面本身做的形状、包络面更小，还是能做到空间避让的。

　　另外补充一点，顺普起家或者长期发展是用高强钢辊压成型，随着市场需求点的变化，新能源、新材料我们也调整战略，我们现在不叫辊压供应商，我们叫轻量化车身结构件供应商，我们有高强度的铝材和挤出工艺，我们碳纤维复合材料，我们采用的拉挤加工工艺，成型效率非常高，梁也是弯曲变曲率的，我们已经给美国的一款跑车供了防撞梁了。

　　辊压大家看，我们几个比较经典的端面，这三个端面曾经都是顺普曾经申请的专利，现在专利过期了。 作为防撞梁，无论是辊压、还是冷冲， 这几个端面都非常普遍，C这个端面辊压是最容易的，D端面的挑战在哪里？你把钢板辊压成闭口以后要焊起来，这个还是有一个技术挑战的活，因为焊不好做弯曲的时候会开裂，碰撞效果就不好。B端面也是一个搭头焊接的问题，它的焊缝跟D实现的方法不一样，B可以看到有很大的缺口是为了解决焊接工艺留的缺口，上下同轮把搭口挤在一起，这个缺口后面会变成致命的短板。

　　咱们看三个比较传统的端面，大家现在在讲轻量化，铝的好处在哪里？铝成型比较成熟的工艺就是挤出成型，这个日字型是比较优秀的形状，传统做的辊压的平板的钢板辊压出来的端面C、B、D也好，跟铝的挤出成型比对，你会看到我们这个比较都是在等重量，等外围包络面，我们设计出来的这三个形状跟铝等包装面等重的情况下比对，C截形明显的来讲要比那三个要差一点，另外一个我们要看截面的抗扭转刚度的值，你会看到B型有一个大的缺口抗扭转刚度非常差，作为一个梁结构在车上布置的时候，弯曲刚度和扭转刚才有时候一个重要一个不重要，有时候都重要。不是说铝轻，而是挤出形成有一个优势。防撞梁目前有20%-30%在用铝挤的形状，这是一个原因。

　　刚才讲为什么弯曲刚度也好，扭转刚度为什么这么重要？咱们看国家的一些标准和法规，这是防撞梁的摆锤实验，现在SUV是一个热的车型，它的防撞梁离地面的高度会比较高，标准实验的模拟防撞梁也好或者说跟摆锤也好可能会有高度上的偏差，碰撞位置重合度不好，这时候抗扭转刚度很重要。如果你的产品，你这个梁的截型这方面有短板，主机厂不用你也是很自然的事。RCAR实验图，都有跟防撞梁碰撞的测试内容，车的防撞梁假如跟标准防撞梁高度有差异的时候，扭转刚度一定是重要的。

　　这是顺普最新开发的断面，我们叫Monoleg断面，或者跟日字型端面一样。这是顺普过去四五年来的创新，这个断面有很好的抗弯曲刚度，也有抗扭转刚度，我们现在昆山已经大批量量产了，我们量产的产品不光是防撞梁，还有门槛梁，还有吸能盒，我们跟客户讨论的还有边梁，还有门的防撞杆都会用到，确实是比较优秀的一个断面。

　　这是做的横向的对标，这是实际的测试的结果，我们还把铝挤的端面放在这，作为一个参照物，还把等重的我们用1500兆帕做的断面对比做物理试验，看到扭转刚度和弯曲刚度的比值，我这个Mono-Leg端面达到95分和92分。这是我们创新带来的结果。

　　接着讲第二块内容，你做出一个辊压的梁一般是直的，我们在线要弯曲，1990年顺普开始能够在辊压线上辊压完了之后是等曲率的，2007年可以做变曲率了，2009年我们做正负曲率的，2014年我们实现三维空间自由弯曲，这是辊压非常有意思的，有意义的新的技术。

　　三维弯曲管我们跟谁竞争？我们在主机厂推荐是车身的上边梁，我们知道传统要做，可以是冲压、热冲、液压涨型等，我们是辊压一步到位，三维弯曲做一个边梁，我们比对一下各自的优势，跟液压来比，我们可以做1500、1700的辊压成型，实际上我们跟某国际品牌已经全方位合作，在明年年底和后年会陆续看到所有的车型都上我的辊压了，我们开发的边梁是两种材料，一个是1500，一个是1700，材料上我不输给热成形。其次，跟热成形比我的优势在哪？我能够用镀锌材可以做，热成形是有点问题。第三，热成形的焊口比较多。第四是模具比较多。第五梁布局很多孔，对我讲非常容易，回到我的短板，我不能够变截面，这张图可以看到就是上面的，A柱加强件，从A柱一直拉到C柱的梁，优势在哪里？我口头给大家表达一下，因为这家主机厂在以前用过热成形工艺，也有用液压成型工艺，我们这个梁做完之后给他，从单件的成本上可以便宜40%，模具费用上可以便宜70%。这是从成本上来讲，另外的优势，因为我们是超高强度成型的，材料可以用的比较厚一点，几何端面非常小，小的好处在哪里？A柱三角区的盲区可以变小，因此是藏在侧围，从里面走线的话，给你避让出大量布线走各种管线的空间。同时因为我端面变小了，这跟管子跟液压胀管可以轻30%的重量。

　　给大家分享两个新的创新，我们在想第一首先这个梁的几何形状可以做出一个比较高效，弯曲刚度和扭转刚度非常高效的端面，第二个我能做到比较自由的，我能够控制在一维、二维、三维弯曲，大大扩展在车身结构梁的结构上应用的范围，这是是我们想象出来的用法，但是我们陆陆续续前后防撞梁我们在做，门槛加强骨架我们也在做，A柱拉伸我们在做，门的防撞杆在做，车顶的横梁在做，这是我们目前量产的产品。

　　大家听说某电动跑车来中国啦，我们给他也在做侧围的边梁结构，也是这个端面，电池包的保护特别重要，但是电池壳并不强，他们是在外围做加强，我这个端面就有这样一个好的特点，我们有大概6米梁管给他们配套。这个是电池包，我们也做铝挤，我们也是跟国际品牌做铝的电池包，同时我们又做了一个钢的思路，整个框架我们是考虑用一些辊压的，很薄，材料强度很高，几何端面足够复杂，满足所有框架碰撞的抗弯强度，但是因为我用的很薄，端面设计的比较复杂还是轻，并没有输给铝。这是我们做的方案，给大家分享一下，如果大家有兴趣可以继续探讨。这一页是前不久我们在北京汽车展上当时是北京福田的朋友跟我们分享的，第一个是卡车的车架，也是用了大量的管材，也有轻量化的需求，轻了以后不能超重的情况下可以多拉货。我们知道梁结构用的材料都不高，我们就在想如果我能用Mono-Leg是不是轻很多，这个是大客车的车身骨架，他们也考虑的一些先进的，它用了铝挤出的型材，我们这个可以跟它等效替代的。我们觉得回到今天上午前面嘉宾讲的主题，所谓的轻量化就是把正确的材料用到正确的产品上，我想延伸一下，这中间还缺点一块，加上正确的设计和正确的工艺，才用到这个产品上可能是最好的方案，大家回到一个话题，到底说将来铝会把钢取代吗？我是想如果我们没有Mono-Leg截型，在防撞梁越来越会用到铝挤的，作为一个企业你能不能创新，开发新的工艺，利用新的材料。拓展了过去不能使用的一些产品的范围，这是供应商的责任，主机厂充分沟通，知道我们能做什么，会做什么，我们把心得分享给主机厂的朋友，比如说这个部位，这个材料这个工艺是最适合的，又不增加重量，又不增加成本，我们跟其他所有的供应商主机厂共同探讨。我们顺普是一个美资公司，我们在中国发展的也非常好，我本身也是学汽车这个专业的，我的心态就是说，大家讲中国是拿市场换技术，换的技术不光是主机厂技术，也包括供应商的技术，既然来到中国在这个市场上卖出产品应该把技术留出来，我们愿意跟所有的主机厂分享，正向开发的配合我们不会收任何费用，我们现在愿赌服输。我的性能不行，我的减重不行，我的价格不行，我出局了，我应该，如果都行，咱们就合作，希望跟你们多多交流，谢谢大家。

　　主持人：感谢王总，大家对王总有没有什么问题要问？

　　提问：你的技术挺好的，因为汽车是一个系统工程，你的结构后续连接的方面的改变，对整个汽车行业本身也是一个冲击。

　　王国领：我们合作的时候前前后后花了两三年的时间就是解决连接的问题，我的管子是独立的管子，但是连接还是靠一些冲压件，冲压件是通过激光焊接的时候搭在横梁上，搭接尺寸的精度要求很高，我们是抱着一种心态，我们是供应商，跟主机厂一起开发，你提要求，我来满足你的要求，我从工艺上、设计上满足你的要求，我做我零部件的CAE，你做整车的CAE，你把结构给我，我帮你改进。我绝对不介意把我的心得跟你分享。谢谢大家！

1. 王国领：辊压技术在轻量化的应用及发展趋势

2. 专家聚焦：车联网关键技术未来发展趋势

3. 迎合发展趋势 丰田联合松下研发电池技术

4. 哈曼公司高管预测：2019年汽车技术发展趋势

5. 马斯克重提V2G技术 或推动该技术的应用

6. 高盛预测：汽车行业未来十年发展趋势

7. 博世研究：2025互联车辆的发展趋势及益处

8. 上海车展重卡展品蕴含三大发展趋势

9. 现阶段及未来轻卡市场与产品发展趋势预判

10. 步入上升通道 新晋自主品牌发展趋势浅析

本文来源：https://baike.wangaiche.com/a51445.html