轻量化之选：探索高端汽车覆盖件背后的铝板奥秘
背景
轻量化是汽车工业追求的重要目标之一，而铝合金板材因其轻质、高强度、良好的抗腐蚀性能和可回收性，成为了高端汽车覆盖件的优选材料。铝合金板材的应用不仅能够减轻车身重量，提高能量应用效率，还有助于提升汽车的整体性能和安全性。
燃油车时代，人们对续航能力并不在意，没油了就加油呗，几分钟结束。但是，目前电动车越来越普及，而充电的效率暂时无法和加油比较，而且充电设施远不如加油站普及，所以，所有选择电车的人们，都不得不考虑里程问题，出现了里程焦虑现象。为了解决电车续航问题，各家电动车企业，都想方设法降低车身重量，铝板成为替代钢板的最优选择。
铝合金板材在汽车覆盖件中的优势
铝合金板材相比传统钢板在汽车覆盖件中的优势主要体现在以下几个方面：
轻量化：铝合金的密度约为2.7 g/cm³，而钢材的密度为7.8 g/cm³，因此相同体积的铝合金板材重量仅为钢材的三分之一。这使得铝合金板材在汽车覆盖件中的应用可以显著减轻整车重量，有助于提高燃油效率和减少排放。
耐腐蚀性：铝合金板材表面可以自然形成一层氧化膜，这层膜能够有效阻止进一步的氧化和腐蚀。相比之下，钢材容易生锈，需要通过涂层等措施来防止腐蚀。因此，铝合金板材在耐腐蚀性方面优于钢材，有利于提高汽车覆盖件的耐用性。
良好的塑形性能：铝合金板材具有良好的塑性，可以制成复杂的形状和曲线，这对于汽车覆盖件的美观设计至关重要。此外，铝合金板材的强度虽然不如高强度钢，但其良好的延展性使得它在吸收能量方面表现出色，有助于提高汽车的安全性。
环保和可持续性：铝合金板材可以回收利用，符合现代汽车制造业对环保和可持续性的要求。随着全球对环保意识的提高，铝合金板材在汽车覆盖件中的应用越来越广泛。
铝板在冲压设计中的难点
铝板在冲压过程中面临多方面的挑战，主要包括以下几个方面：
成形性差：铝板的成形性较差，与钢板相比，其起皱与开裂之间的窗口较窄，这意味着在冲压过程中更容易出现缺陷。
回弹量大：铝板的弹性模量仅为钢板的三分之一，因此在冲压后零件的回弹量较大，这给零件精度控制带来了困难。
包边性差：铝板的包边性差，容易开裂和产生“桔皮”缺陷。此外，铝板表面的氧化层粘性强，容易在模具表面形成损伤，影响模具的使用寿命。
修边后毛刺问题：铝板冲压后的修边过程中容易产生较大的毛刺和碎屑堆积，这不仅影响零件的表面质量，还增加了模具的维护成本。
材料保存和板料拆垛：由于铝板材料的特性，其在保存和板料拆垛过程中也存在技术难点。例如，铝板材料容易发霉，需要采取防水、防潮的措施。此外，铝板的非磁性特性使得其在自动化生产过程中的板料拆垛成为一大技术难题。
模具精细化维保：铝板的成形性能不如钢板，因此在模具冲制过程中需要更加精细的设计和加工。模具的表面粗糙度要求较高，通常需要进行镀铬处理以提升产品质量。
冲压成形工艺优化：为了改善铝板的冲压成形质量，研究者们尝试采用变压边力技术和变间隙压边技术，但这些方法需要对压机进行改装，成本高且耗时长。因此，如何在不大幅增加成本的情况下优化铝板的冲压成形工艺，是当前研究的重点。
时效问题：铝板是有保质期的，过期料的冲压性能将会严重下滑，导致开裂等问题发生概率大幅度提高，所以，需要对铝板的采购和库存管理进行科学管控。
铝板成型问题改善
材质从钢板更换到铝板，只是板料性能发生了变化，即板料的材料参数和厚度等发生了变化，所以，仍然可以使用CAE软件进行基础分析，并且针对铝板撕裂等问题，可以开发新的评价指标。
解决铝板的成型问题，在冲压仿真过程中相对钢板更加困难，主要是由于铝板的成型窗口窄，通常对铝板减薄率的控制，在3%~16%，相对于钢板的3%~23%，窗口变窄了30%。
难度放在那里，解决方案却大差不差，如：调整压边力，调整拉延筋，调整工艺补充面，要求产品放大圆角，减小深度，增大拔模角……解决钢板的思路在铝板上仍然适用。
对于特别复杂的铝板，如门内板，会在生产过程中涂油。这将是不得不做的选择，因为涂油后，需要安排专门的技师进行擦油操作，这无疑增加了成本。
总结
在推动车身轻量化过程中，是替代钢板的最优选择，选择铝板一定程度上意味着提高了续航里程，然而，铝板的成本较高，冲压难度大（会对车身的造型提出较高要求）。所以，各家车企都根据各自的车型开发策略和技术实力，做出了不同的选择。
