赵体元
身份证号码：370829198XXXX3661X
摘要：在二十世纪九十年代以后，汽车材料的发展方向是轻量化、节能化、高性能与高功能。汽车材料发生变化是汽车技术的发展的重要原因。因为要确保汽车的质量，其基础是汽车材料，同时在研究更先进、更稳定和更实惠的汽车中最重要的一个步骤，当今社会中汽车制造的技术向前发展，最大的原因就是材料质量的提高。因此得出结论，材料和技术的发展对汽车制造业的前进来说是非常重要的。本文在此基础上主要研究了新材料在模具设计和汽车制造工艺中的应用。
关键词：新材料；模具设计；汽车制造；应用
1汽车模具设计与制造
通常情况下，汽车模具使用寿命是六十万到八十万次。在对汽车模具设计和生产的过程中不仅应该切实满足车身零件在工艺方面的要求，同时，还要高度重视其在设计和制造过程中所应用的机械设备、操作方式、运输方式、模具安装以及废物处理等方面的问题。在模具设计及制造过程中主要应该考虑以下五点：①价格。在汽车模具设计和制造的过程中，首先需要考虑的因素是它的价格，将会影响到产品最终的销量。②质量。汽车安全系数的高低通常都是由冲压模具决定的，因此，模具的质量也会直接影响产品的销量。③人性化。在汽车模具设计的过程中，人性化也是应该考虑的重要因素，而且要重视对其维护和修理方面，让模具的局部可更换性体现地更强。对于那些更换频率比较高的部件，在设计的过程中应该设置更高的标准，这对于供货和购货两端都极为有利。不过我国汽车行业对于模具的人性化方面考虑的还比较少，只是注重制造工艺和生产程序的简单化，导致了模具零部件在标准化方面有所欠缺，所以导致在维护和修理方面的难度都比较大。④原材料。近年来，我国在汽车模具制造的选料上已经具有较大的优势，通常都是利用合金钢或者合金铸铁等。⑤精度。在模具生产中，精度将会直接影响到装配完毕之后各个零部件间的契合程度，以及间隙一致性的呈现。
2汽车新材料的发展现状
我国在汽车新材料这方面已经形成了一个体系的雏形，不过我国在这方面的技术稍微比世界上其他国家落后一些，在汽车新材料这个领域更是有着很大的差距。具体问题：自主创新的能力很弱，过于依赖国外的技术，没有可以创造自主性产品的能力；没有比较系统的创新管理体制，没有固定的创新区，大都在学校或者研究机构进行，这不利于创新过程中的相互交流；企业没有设置专门的创新研发部门，在这方面发展的并不成熟，没有形成系统的管理机构，满足不了市场对高新技术的要求。由于没有先进的技术和成熟的管理制度，以及没有足够的发展资金，导致生产规模狭小，生产力低下，质量也达不到理想的标准；由于汽车制造所需要的材料类别很多，数量却很少，所以产量达不到预想的效果；我国对汽车新材料的基础技术这方面的研究很少，所以可依据的经验和技术比较缺乏，对材料的划分也不太明确。从整体上来说，我国在汽车材料这个领域刚刚涉足，并不能满足国内对先进技术的需求，发展道路比较艰难。
3新材料在模具设计和汽车制造工艺中的应用
3.1新材料在模具设计中的应用
根据我国目前情况，基础模具的制造水平关乎着大多工业产品的质量，新材料正是顺应了社会发展潮流，也为模具设计带来新的发展方向。模具设计需要考虑的因素比较全面，比如：在材料选取和制造工艺上要格外注意，特别是材料的选取对模具设计具有重要影响。新材料能有效提高模具设计的生产效率和质量。新材料与传统材料相比，具有较好的灵活性和耐腐蚀性，优势明显突出。应用模具设计中的材料主要由不同种类组成，分别是普通钢、invar钢、环氧树脂以及铝合金钛合金等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆普通钢的特点是力学性能突出，成本也相对较低，比较适合型面曲率要求较小模具。invar钢优势相较于普通钢来说更加明显，不仅具有良好力学性能，同时成本和热膨胀系数都比较低，能够全面满足结构复杂的模具设计要求，同时也能满足不同尺寸和曲率要求。此外新材料在模具设计中一般采用的是数控加工技术，这种技术的特点是能够提高模具的精准度和生产效率。同时新型材料在模具设计中需要对模具表面进行处理，传统材料耐腐蚀效果差，新材料极大地弥补传统材料的不足，在模具设计中添加了特殊的工艺，比如：对模具表面进行激光和化学处理，同时进行表面覆盖工艺，这样能有效保证模具表面光滑，同时抗腐蚀性大大增加，模具也不易变形。
3.2新材料在汽车制造中的应用
随着新材料的不断研发，铝、镁、塑料等在汽车制造工艺中占有的分量越来越多，并且应用新材料的液压成型技术、发泡铝材技术等逐渐应用于汽车车架生产、车身保险杠的生产以及车体立体构架等制作工艺中。铝作为应用于汽车制造中我们较为熟悉的新材料，具有较强的比强度和比刚度，密度较小但抗腐蚀性能良好，因此在整个汽车配件中所占的比例越来越高。AUDIA8的车身钣金件即采用了国外开发出的高纯度及高稳定性6000系列铝合金，代替了传统的钢铸件，大大减轻了车体重量。新材料的出现也催生了新的汽车制造工艺。发泡铝材技术因其采用了新型三明治铝材也被称为“三明治式发泡铝材技术”。这种新型的铝材采用了三层结构：内部两层采用坚实的铝板或钢板，内部中间层发泡铝材质。在制造工艺上，首先将需要的材料进行拉延成板材的半成品，然后把这个半成品放置于模具之中不断加热，使板材半成品不断进行膨胀，成为我们所需的材料。因技术水平及对新材料的认知有限，目前这项制造工资所需成本较高，但这种制造工艺所得的三层结构使汽车总体质量减轻，但却能吸收各种能量，可有效的用来隔音、隔热以及耐高温。
4汽车新材料的发展趋势
如今，低能耗、轻量化、低污染排放和高安全成为汽车工业发展的主流趋势，尽管近阶段钢铁材料仍占主导地位，但为了适应地球环境要求，同时为了增强在汽车市场上的竞争力，世界各国也在努力改进和研发新的汽车材料，提高材料的比强度、降低构件的质量、降低制造的成本和耗能。对于已有的传统材料，其应用范围也在发生变化。主要变化趋势：（1）高强度钢和超高强度钢、镁合金、铝合金、塑料和复合材料的用量将有较明显的增长；（2）中、低强度钢和铸铁的比例将会逐步下降，但载重车的用材变化不如轿车明显；（3）电动汽车、燃料汽车专用材料以及汽车功能材料的开发和应用不断加强；（4）更重视汽车材料的回收技术；（5）轻量化材料技术与汽车产品设计和制造工艺更为密切地结合，汽车车身结构材料也将趋向多材料设计。
5结束语
总之，模具设计和汽车制造工业是我国行业发展的重要部分，传统材料显然不能很好满足现代化发展需求，所以新材料在模具设计和汽车制造中的应用尤为重要，关乎着我国整体经济的发展。所以在模具设计和汽车制造工艺中，我国要充分发挥新材料的优势，不断融入高新技术元素，提高模具质量和汽车整体性能，不断满足大众多种需求，同时也提高我国经济的整体竞争力。
参考文献：
[1]李玲，董建雄，黄云飞.汽车车身轻量化的研究和应用现状[J].汽车与配件，2015，（32）：69-71.
[2]路少磊，毕大森，于建忠.汽车门铰链冲压模具CAD/CAM绿色制造技术应用[J].锻压技术，2014，（08）：86-91.
[3]黄能会.新材料在模具设计及汽车制造工艺中的应用[J].信息记录材料，2017，18（3）：26－26.
[4]汪文奇.汽车冲压模具降低成本的思路和措施[J].汽车工艺与材料，2015，19（12）：58-61，65.
论文作者:赵体元
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/31
标签：汽车论文; 新材料论文; 材料论文; 模具设计论文; 模具论文; 制造工艺论文; 技术论文; 《防护工程》2018年第8期论文;