新材料在模具设计和汽车制造工艺中的应用探讨

新材料在模具设计和汽车制造工艺中的应用探讨

周二宁

  奇瑞商用车(安徽)有限公司   

摘要：传统汽车生产工艺的性能存在明显缺陷，将对汽车整体生产制造产生非常严重的负面影响。 因此，开发新材料也成为我国现代社会发展的新趋势。 甚至可以说大势所趋。因此，需要将新材料引入模具设计和汽车生产过程中，模具生产的整体水平需要以正确的方式提高，同时提高汽车工艺的整体生产效果，以完全满足汽车制造工艺的相关要求。

关键词：新材料；模具设计；汽车制造工艺；有效应用

引言：随着时间的推移，模具的设计和汽车的制造工艺越来越受到重视。强调新材料在模具和车辆设计中的独特性能和特殊重要性，已成为各汽车制造商的关键问题。为此，本文还简要分析了新材料在模具设计和车辆生产制造过程中的使用效果和整体质量，符合当前经济环境发展趋势的相关要求。

一、新材料基本含义

（一）内涵

新材料是我国现阶段科技发展起来的一系列新材料，与传统材料相比，新材料在环保、性能、质量等方面具有明显优势，将应用于现代汽车。在生产制造过程中的应用效果有了很大的提高，可以充分满足大众对模具和汽车品质的需求，可以快速达到汽车科技的效果。据大数据统计，近年来新材料产业发展速度非常快，整体产值呈上升趋势。新材料及其特点如下表所示。目前新材料也成为我国汽车工业的主要发展方向。制造业和模具行业的发展趋势可以根据新材料的性能、结构和应用进行简单分类。汽车行业使用的新材料要向环保、节能、轻量化方向发展，在模具设计过程中，新材料的性能要降低成本，保证模具设计的准确性。

表1  新材料的应用及特点

（二）使用方向

随着时代的不断发展，汽车行业的发展可以说是非常迅速，人们对汽车的各种特性提出了新的要求，目标不仅仅是让汽车更方便人们的日常生活。随着时间的推移，也可以满足我国建设绿色资源节约型社会的需要。为适应汽车未来的发展趋势，需要从汽车轻量化、节能环保三个不同方面考虑。在材料上，传统材料制造的汽车自重较高，不能满足轻量化的要求，但在使用新材料的过程中，可以有效降低能耗，因为它们改变了汽车尾气的材料特性管道。污染物排放和汽车技术的充分利用。因此，从轻量化的角度来看，应该明确汽车材料未来的发展方向是钢材的利用率越来越低，越来越多地使用新材料。例如，有色金属、复合材料等材料将逐渐增多，新材料可以逐步替代传统材料，应用于模具设计和汽车制造过程中。

二、新材料在模具设计中的应用

模具制造是我国各行各业的主要产业之一，考虑到目前中国经济社会发展水平，制造业产品的使用品质和模具制造过程的技术水平之间存在着非常紧密的关联，而新型建筑材料的出现将改变传统材料应用效率不佳等大量的负面问题，也为中国模具设计过程发展找到了全新的设计方向。在整个模具设计流程中，都需要兼顾相关各种因素，以提高对模型装配的影响与品质。比如在材料的选用与制造流程中，由于模具组装的整体品质与材料质量是密切相关的，所以我们要提升模具组装的整体效率。首先选用质量更高的材料，不污染环境，运行中更耐磨，使用寿命更长。同时因为具有高柔韧性和耐腐蚀性，这也是新型材料相比于常规塑料的独特优点。有更多的人在采用新型材质制造模具。在研制和应用模具的过程中，新型材质的原料主要包括了各种的种类，普通钢材、聚砜树脂、铝合金、等大量使用的不同材质，均具有相应的功能特征。具有特别优异的机械性能和相对较低的成本，非常适合作为模具制造中表面减少量相对较低的模具。不仅在用新材料设计模具时大多数情况下都选择CNC加工技术，与CNC加工技术相比它们还能够大大提高模型生产的准确度以及制造效果[1]。因此，通过新型材料和CNC加工技术，还能够对金属箔模表面进行进一步加工，以改善金属模具的抗腐蚀强度能，尤其是和传统的金属材料制造模具比较，抗腐蚀强度能更佳，还能够克服传统金属材料的某些缺点。另外，对模具表面加工还能够进行激光和化学处理，而表面涂装加工则能够改善金属模具本身的表面光滑性能，增加金属模具的抗腐蚀强度，从而降低金属模具的表面变形。

三、新材料在汽车制造工艺中的应用

材料的使用效果直接影响模具设计的水平，传统的模具制作使用传统材料，既不能有效保证工艺，也不能节省材料，新材料的开发和应用为设计和设计提供了新的发展机遇，同样适用于汽车行业：汽车生产的影响取决于做工和性能的质量、汽车本身的设计和质量，这三者密切相关。

（一）高强度钢板在汽车制造中的应用

在汽车行业使用新材料时，需要牢记的是，新材料的应用内涵是大相径庭的。与传统钢板相比，高强度钢板以低碳钢为基础，相应地添加了一些微量元素，新型高强度钢板采用非常复杂的工艺组装而成，具有更好的抗拉强度和深冲性能，是汽车轻量化最主要的材料组成工具，能够大幅度降低汽车的体重，改善人体机能。新钢材品种很多，其中最为突出的是低合金高强度钢材，包括含磷冷轧钢材，包括低温冷轧双向型钢和低温冷轧型钢，所有新型钢材都有它自身的优点。在目前的车辆制造流程中，可采用外板、顶罩、门窗等不同地方，在车身钢板的生产流程中，常选用冷轧双向钢板。尤其是一些形状小、复杂、强度要求高的零件。

（二）轻量化迭层钢板的应用

轻质层压钢板本身是一种复合材料，和传统材质比较，层压力钢板拥有很好的隔热性能和抗冲击性能。目前，轻叠层钢材主要广泛应用于发动机罩、汽车底板以及各种零件上，铝镁材质虽然本身密度较低，但导热性很好，尤其适于轿车使用。因此铝镁材质在车辆内的运用也十分普遍，比如车门就使用了铝镁材质，能够直接降低门窗的重量。在前后舱壁以及转向轮上也有相关应用，各有千秋。比如由于它具备的刚度高、耐热性好等诸多特点，所以奥迪A2完全使用了铝合金材质，将车身的总体重量大大降低，也能够起到优化车体轻量化的功效。而现阶段市场之所以普遍采用铝合金，是因为铝合金可以回收利用，有效避免不必要的资源浪费，充分满足所用资源的相应要求。

（三）蜂窝夹芯复合板和泡沫合金板的应用

随着新材料在模具制造和汽车制造中的使用，蜂窝夹芯板也成为了常见的材料之一，蜂窝夹芯板使用各种夹芯材料可以很容易地分为普通蜂窝夹芯板。面板主要有铝蜂窝、织物蜂窝和玻璃蜂窝等几种不同的材质所构成，而这种不同的材质和传统的材料比较有着更突出的优点。它在车辆生产工程中起到了特殊的功能，因为蜂窝夹心复合板本身就具备了耐冲击、隔热等多项突出性能，在生产过程中直接降低了零件的总重量，实现了冲压成型[2]。此外，发泡合金板材的密度和弹性相对于常规材料在面对外部冲击时变形较小，可广泛应用于汽车行业，使用效果更好。发泡铝合金板可根据需要用于汽车生产过程中，以达到提高生产效果的目的。

（四）铝合金材料

在目前的汽车生产制造过程中，新型铝合金材料也是一种常见的材料，在强度和刚度方面，铝合金材料比传统材料具有更好的性能，铝合金具有耐腐蚀性强、密度低等优点。现阶段，很多汽车都广泛采用铝合金材料的生产。本文主要分析了铝合金材质在车辆制造过程中的实际运用，主要以奥迪A8为例。该车型在制造过程中，主要材质都是六千系铝合金，不但热稳定性良好，并且合金含量较高，还能有效取代了传统材料的铸钢件，不但降低了总体重量车身的，而且在实际运用的时候又增加了整体车体的热硬度，符合了现阶段人们对用车的要求。运用频率越高，金属材料的含量也就越丰富，最主要的影响因素就是人类越来越重视环境，资源使用率也相应增加。在整个生产过程中，新材料都可以用来生产半成品，当模具作为热处理载体插入半成品时，加热效果更好，并倾向于呈现连续膨胀。需要新材料来减轻车重，提高吸能效果。

结论：综上所述，随着社会主义市场经济的快速发展和新技术的出现，原始材料逐渐消失，越来越多的人在寻求新材料，主要是因为新材料可以促进环境，同时可以减少我国材料过去对环境造成的负面影响。尤其关键的是，新材料在模具制造业和汽车产业中的广泛应用，直接关系着国家整体经济社会发展。因此，不论是模具设计，还是车辆的生产工艺，都必须充分利用新材料，并不断融合高新技术元素，以适应人类社会对车辆设计和模具的不同要求，进而增强国家整体经济社会发展的总体实力。

参考文献：

[1]卢文成.数控加工中组合零件的模具设计与优化[J].内燃机与配件.2019(05)：34-37.

[2]郭容，刘咸超，杨越.新材料在模具设计和汽车制造工艺中的应用[J].南方农机.2018(01)：90-93.