逆势成为一匹黑马,它为何敢叫板海外方案?
如果说“汽车轻量化”,是新能源汽车时代的兵家必争之地。
那么“管梁车身轻量化”,则是主机厂追求极致速度与安全的“一座高峰”。
过去,世界范围内实现“管梁车身轻量化”的热气胀形技术以国外为主流。制造装备难以从海外引进,成为困扰中国工业界的一道难题。
作为“硬科技”领域的后起之秀,航宇智造凭借全面自主可控的特种工艺装备和高性能结构系统解决方案,已达到国际领先水平。
9月20日-22日,在2023国际汽车轻量化大会现场,航宇智造向国内外近百家汽车企业、核心零部件企 业 和材料企业展示了破解管梁车身轻量化难题的“中国答案”。
图注:航宇智造在国际汽车轻量化大会展示
01
用一股“热气”
改变汽车的“骨骼”
汽车车身框架被视为人体“骨骼”一样的存在。
它承载着强化汽车被动安全的重要使命。而在保证结构安全的前提下,“吹出汽车骨骼”的奇思妙想还要追溯到在航空航天领域率先应用的热气胀成形技术。
据航宇智造总工程师宋凯博士介绍,“在航空发动机和火箭发动机上,大量采用了封闭截面管梁结构,以实现最大的推重比、结构刚度与强度。同样的,在汽车车身、底盘也可以采用封闭管梁结设计,以提升整体刚度强度和安全性。”
图注:航宇智造总工程师宋凯向行业介绍核心优势
于是,在国家科技重大专项(04专项)的支持下,航宇智造的'超高强车身管梁热气胀成形技术'应运而生。
图注:航宇智造热气胀成形&淬火工艺
它不仅改变了传统薄板冲压点焊管梁结构下,半封闭类型导致力学性能无法充分发挥的痛点,更解决了国外竟品“炉式加热-合膜密封-气胀成型+加水冷却-成形取件”的技术路线更容易出现“氢脆现象”的问题。
最终,航宇智造的“超高强车身管梁热气胀成形技术”,在超高压动密封空间中,通过施加70MPa超高压气体、950℃材料加热,完美实现了极高的产品合格率和15%以上的减重比例,提升了汽车的安全性能并降低了成本。
图注:长安福特福克斯热气胀A柱
据悉,该技术已获得国内外数十家主机厂的高度认可,并逐步实现量产。目前,已成功应用于一汽丰田、一汽大众奥迪、江铃福特、极氪汽车、小鹏汽车等品牌,以及中国商飞、洪都、成发等飞机和航空发动机主机厂。
浙江极氪智能科技有限公司车身经理聂晓旭表示,“航宇智造的热气胀技术已经得到极氪汽车的高度认可,未来在规划车型中我们希望继续与航宇智造展开更加深入的合作。”
图注:江铃福特车身经理李海洋现场分享合作体验
通过深入合作,也让江铃福特车身经理李海洋看到了航宇智造领先于海外的一面。他发现,“无论从零部件尺寸,还是从性能表现方面,航宇智造都比国外方案表现得更优异。通过对比,航宇智造的解决方案在降本同时,还可有效节约数百万级别的项目投入并成功实现减重效果。”
02
防止卡脖子
成为掌控完整“Know-how”的玩家
产品,只是航宇智造核心实力的一小部分外显。
事实上,围绕“超高强车身管梁热气胀成形技术”,航宇智造已具备从材料、工艺、装备、设计、量产的完整“Know-how”。
图注:中国工程院院士毛新平在航宇智造“超高强车身管梁热气胀成形技术发布会”上点评发言
图注:航宇智造获得中国工程院院士毛新平等一众专家认可
这样完整的自主可控式创新,被中国工程院院士毛新平评价为,“是在过去气胀成形技术基本思路下的重大突破。”在他看来,航宇智造的创新性很强,而且是从工艺、装备到产品的全链条创新,这非常不容易。
航宇智造创始人兼CEO程鹏志也坦言,“要实现全链路的核心技术自主可控,离不开航宇智造长时间的不懈探索,几乎每一个环节中的细节都被工程师们无数次优化。”
图注:航宇智造创始人兼CEO程鹏志介绍企业成长历程
在材料环节,航宇智造已经参与到首钢集团、北京科技大学等企业、院所的材料性能研究中。从生产工艺的创新,向上推动材料性能的优化。如在新材料的抗拉强度、曲服强度等方面进行整体的改良。
在工艺环节,航宇智造独创的“热气胀成形&淬火”工艺,通过将热成形钢板加工成管料,然后将管料加热并保温至完全转化为奥氏体组织,模具合模后通入超高压气体进行气胀成形,随即保压、模淬使组织转变为马氏体,得到超高强度的零件。整个工艺已实现对海外技术的迭代,并成功在中国、日本、美国、欧洲申请专利保护。
在装备环节,'超高强车身管梁热气胀成形技术'的生产装备也完全由航宇智造自主开发。成功打破了国外装备引进难,即使引进了也无法在国内进行工艺路线“个性化定制”的生产阻碍。
在设计环节,有了材料、工艺和装备的全方位技术支撑,航宇智造则可以助力将主机厂“大胆、前卫”的车型设计安全地照进现实。据了解,管梁框架因其材料具有高强度高韧性的优势,在车身碰撞安全性能方面具有较大的优势。正面碰撞,25%小偏置碰及侧面碰撞都能够很好抵御车身变形,从而减少因碰撞带来的对乘员舱的破坏。
图注:正面碰撞与侧面碰撞时车身管梁结构传力路径图
图注:25%小偏碰撞时车身管梁结构传力路径图
在量产环节,如今航宇智造的单条产线已实现40万件/年的产能,单条产线的建设周期仅需要6-7个月。而且由于装备完全自研,航宇智造可以在量产前与主机厂联动寻找出工艺参数的“窗口”,并且更高效地完成在加热系统、密封系统、加压系统、回收、控制、自动化产线等方面的调适工作。
从一家默默无闻的小公司成长为热气胀成形领域掌握完整“Know-how”的一匹黑马,航宇智造用了10年时间。
在这10年里,航宇智造不断沉淀自己的硬核实力,在承担国家重大科技专项04专项 等过程中,沉淀出了诸多“国际第一”与“国内第一”。
如今,国产新能源车、智能制造、工业母机,航宇智造稳稳抓住了这三个时代机遇。就在国际汽车轻量化大会现场,航宇智造成功与辰致科技成功签署战略合作协议,双方将在资源支持、共同发展等方面深入合作。
图注:航宇智造与辰致科技签署战略合作现场
随着主机厂2025年爆发式增长的红利期即将到来,这意味着属于航宇智造从“1-10”的高速发展机遇即将来临。
03
轻量化永无止境
布局、冲刺下一座高峰
“未来的汽车竞争,实质上是一场轻量化的角逐。”
要追求极致的驾驶与安全性能,就不得不追逐更极致的轻量化与性能提升解决方案。
宋凯透露,“多元材料混合一体成形技术,将成为航宇智造最近两年内要冲刺的下一座高峰。”
图注:航宇智造多元材料混合一体成形技术产品示意
据悉,这一技术将融合热气胀成形、半固态压铸成形和注塑成形三大工艺,实现多元材料一体成形。该技术成熟后,将有望实现15%-30%的轻量化效果,进一步简化制造工序,提升制造精度,提高生产装配效率,降低制造成本。
由此,也将不断向外拓宽航宇智造的未来想象空间。
面对一场前所未有的万亿级别“轻量化”革命,面对越来越严格的汽车碰撞安全法规,面对汽车创新多样性并存、多元态势互补发展的格局,没有人会在大势面前选择坐以待毙。
颠覆自我,创造未来,将会是所有汽车供应链成员的必由之路。
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