打破海外技術(shù)壁壘，「航宇智造」沖刺汽車輕量化下一座高峰

逆勢(shì)成為一匹黑馬，它為何敢叫板海外方案？

如果說“汽車輕量化”，是新能源汽車時(shí)代的兵家必爭(zhēng)之地。

那么“管梁車身輕量化”，則是主機(jī)廠追求極致速度與安全的“一座高峰”。

過去，世界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)“管梁車身輕量化”的熱氣脹形技術(shù)以國(guó)外為主流。制造裝備難以從海外引進(jìn)，成為困擾中國(guó)工業(yè)界的一道難題。

  作為“硬科技”領(lǐng)域的后起之秀，航宇智造憑借全面自主可控的特種工藝裝備和高性能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)解決方案，已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

9月20日-22日，在2023國(guó)際汽車輕量化大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，航宇智造向國(guó)內(nèi)外近百家汽車企業(yè)、核心零部件企 業(yè)  和材料企業(yè)展示了破解管梁車身輕量化難題的“中國(guó)答案”。

圖注：航宇智造在國(guó)際汽車輕量化大會(huì)展示

  01

  用一股“熱氣”

  改變汽車的“骨骼”

汽車車身框架被視為人體“骨骼”一樣的存在。

它承載著強(qiáng)化汽車被動(dòng)安全的重要使命。而在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，“吹出汽車骨骼”的奇思妙想還要追溯到在航空航天領(lǐng)域率先應(yīng)用的熱氣脹成形技術(shù)。

據(jù)航宇智造總工程師宋凱博士介紹，“在航空發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上，大量采用了封閉截面管梁結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)最大的推重比、結(jié)構(gòu)剛度與強(qiáng)度。同樣的，在汽車車身、底盤也可以采用封閉管梁結(jié)設(shè)計(jì)，以提升整體剛度強(qiáng)度和安全性?！?/p>

圖注：航宇智造總工程師宋凱向行業(yè)介紹核心優(yōu)勢(shì)

于是，在國(guó)家科技重大專項(xiàng)(04專項(xiàng))的支持下，航宇智造的"超高強(qiáng)車身管梁熱氣脹成形技術(shù)"應(yīng)運(yùn)而生。

圖注：航宇智造熱氣脹成形&淬火工藝

它不僅改變了傳統(tǒng)薄板沖壓點(diǎn)焊管梁結(jié)構(gòu)下，半封閉類型導(dǎo)致力學(xué)性能無法充分發(fā)揮的痛點(diǎn)，更解決了國(guó)外竟品“爐式加熱-合膜密封-氣脹成型+加水冷卻-成形取件”的技術(shù)路線更容易出現(xiàn)“氫脆現(xiàn)象”的問題。

最終，航宇智造的“超高強(qiáng)車身管梁熱氣脹成形技術(shù)”，在超高壓動(dòng)密封空間中，通過施加70MPa超高壓氣體、950℃材料加熱，完美實(shí)現(xiàn)了極高的產(chǎn)品合格率和15%以上的減重比例，提升了汽車的安全性能并降低了成本。

圖注：長(zhǎng)安福特福克斯熱氣脹A柱

據(jù)悉，該技術(shù)已獲得國(guó)內(nèi)外數(shù)十家主機(jī)廠的高度認(rèn)可，并逐步實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。目前，已成功應(yīng)用于一汽豐田、一汽大眾奧迪、江鈴福特、極氪汽車、小鵬汽車等品牌，以及中國(guó)商飛、洪都、成發(fā)等飛機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)廠。

浙江極氪智能科技有限公司車身經(jīng)理聶曉旭表示，“航宇智造的熱氣脹技術(shù)已經(jīng)得到極氪汽車的高度認(rèn)可，未來在規(guī)劃車型中我們希望繼續(xù)與航宇智造展開更加深入的合作?！?/p>

圖注：江鈴福特車身經(jīng)理李海洋現(xiàn)場(chǎng)分享合作體驗(yàn)

通過深入合作，也讓江鈴福特車身經(jīng)理李海洋看到了航宇智造領(lǐng)先于海外的一面。他發(fā)現(xiàn)，“無論從零部件尺寸，還是從性能表現(xiàn)方面，航宇智造都比國(guó)外方案表現(xiàn)得更優(yōu)異。通過對(duì)比，航宇智造的解決方案在降本同時(shí)，還可有效節(jié)約數(shù)百萬級(jí)別的項(xiàng)目投入并成功實(shí)現(xiàn)減重效果。”

  02

  成為掌控完整“Know-how”的玩家

產(chǎn)品，只是航宇智造核心實(shí)力的一小部分外顯。

事實(shí)上，圍繞“超高強(qiáng)車身管梁熱氣脹成形技術(shù)”，航宇智造已具備從材料、工藝、裝備、設(shè)計(jì)、量產(chǎn)的完整“Know-how”。

圖注：中國(guó)工程院院士毛新平在航宇智造“超高強(qiáng)車身管梁熱氣脹成形技術(shù)發(fā)布會(huì)”上點(diǎn)評(píng)發(fā)言

圖注：航宇智造獲得中國(guó)工程院院士毛新平等一眾專家認(rèn)可

  這樣完整的自主可控式創(chuàng)新，被中國(guó)工程院院士毛新平評(píng)價(jià)為，“是在過去氣脹成形技術(shù)基本思路下的重大突破?！?/span>在他看來，航宇智造的創(chuàng)新性很強(qiáng)，而且是從工藝、裝備到產(chǎn)品的全鏈條創(chuàng)新，這非常不容易。

航宇智造創(chuàng)始人兼CEO程鵬志也坦言，“要實(shí)現(xiàn)全鏈路的核心技術(shù)自主可控，離不開航宇智造長(zhǎng)時(shí)間的不懈探索，幾乎每一個(gè)環(huán)節(jié)中的細(xì)節(jié)都被工程師們無數(shù)次優(yōu)化?！?/p>

圖注：航宇智造創(chuàng)始人兼CEO程鵬志介紹企業(yè)成長(zhǎng)歷程

  在材料環(huán)節(jié)，航宇智造已經(jīng)參與到首鋼集團(tuán)、北京科技大學(xué)等企業(yè)、院所的材料性能研究中。從生產(chǎn)工藝的創(chuàng)新，向上推動(dòng)材料性能的優(yōu)化。如在新材料的抗拉強(qiáng)度、曲服強(qiáng)度等方面進(jìn)行整體的改良。

 在工藝環(huán)節(jié)，航宇智造獨(dú)創(chuàng)的“熱氣脹成形&淬火”工藝，通過將熱成形鋼板加工成管料，然后將管料加熱并保溫至完全轉(zhuǎn)化為奧氏體組織，模具合模后通入超高壓氣體進(jìn)行氣脹成形，隨即保壓、模淬使組織轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，得到超高強(qiáng)度的零件。整個(gè)工藝已實(shí)現(xiàn)對(duì)海外技術(shù)的迭代，并成功在中國(guó)、日本、美國(guó)、歐洲申請(qǐng)專利保護(hù)。

  在裝備環(huán)節(jié)，"超高強(qiáng)車身管梁熱氣脹成形技術(shù)"的生產(chǎn)裝備也完全由航宇智造自主開發(fā)。成功打破了國(guó)外裝備引進(jìn)難，即使引進(jìn)了也無法在國(guó)內(nèi)進(jìn)行工藝路線“個(gè)性化定制”的生產(chǎn)阻礙。

  在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，有了材料、工藝和裝備的全方位技術(shù)支撐，航宇智造則可以助力將主機(jī)廠“大膽、前衛(wèi)”的車型設(shè)計(jì)安全地照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。據(jù)了解，管梁框架因其材料具有高強(qiáng)度高韌性的優(yōu)勢(shì)，在車身碰撞安全性能方面具有較大的優(yōu)勢(shì)。正面碰撞，25%小偏置碰及側(cè)面碰撞都能夠很好抵御車身變形，從而減少因碰撞帶來的對(duì)乘員艙的破壞。

圖注：正面碰撞與側(cè)面碰撞時(shí)車身管梁結(jié)構(gòu)傳力路徑圖

圖注：25%小偏碰撞時(shí)車身管梁結(jié)構(gòu)傳力路徑圖

  在量產(chǎn)環(huán)節(jié)，如今航宇智造的單條產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)40萬件/年的產(chǎn)能，單條產(chǎn)線的建設(shè)周期僅需要6-7個(gè)月。而且由于裝備完全自研，航宇智造可以在量產(chǎn)前與主機(jī)廠聯(lián)動(dòng)尋找出工藝參數(shù)的“窗口”，并且更高效地完成在加熱系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、回收、控制、自動(dòng)化產(chǎn)線等方面的調(diào)適工作。

  從一家默默無聞的小公司成長(zhǎng)為熱氣脹成形領(lǐng)域掌握完整“Know-how”的一匹黑馬，航宇智造用了10年時(shí)間。

在這10年里，航宇智造不斷沉淀自己的硬核實(shí)力，在承擔(dān)國(guó)家重大科技專項(xiàng)04專項(xiàng) 等過程中，沉淀出了諸多“國(guó)際第一”與“國(guó)內(nèi)第一”。

如今，國(guó)產(chǎn)新能源車、智能制造、工業(yè)母機(jī)，航宇智造穩(wěn)穩(wěn)抓住了這三個(gè)時(shí)代機(jī)遇。就在國(guó)際汽車輕量化大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，航宇智造成功與辰致科技成功簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將在資源支持、共同發(fā)展等方面深入合作。

圖注：航宇智造與辰致科技簽署戰(zhàn)略合作現(xiàn)場(chǎng)

隨著主機(jī)廠2025年爆發(fā)式增長(zhǎng)的紅利期即將到來，這意味著屬于航宇智造從“1-10”的高速發(fā)展機(jī)遇即將來臨。

  03

  輕量化永無止境

  布局、沖刺下一座高峰

“未來的汽車競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)質(zhì)上是一場(chǎng)輕量化的角逐。”

要追求極致的駕駛與安全性能，就不得不追逐更極致的輕量化與性能提升解決方案。

宋凱透露，“多元材料混合一體成形技術(shù)，將成為航宇智造最近兩年內(nèi)要沖刺的下一座高峰?！?/p>

圖注：航宇智造多元材料混合一體成形技術(shù)產(chǎn)品示意

據(jù)悉，這一技術(shù)將融合熱氣脹成形、半固態(tài)壓鑄成形和注塑成形三大工藝，實(shí)現(xiàn)多元材料一體成形。該技術(shù)成熟后，將有望實(shí)現(xiàn)15%-30%的輕量化效果，進(jìn)一步簡(jiǎn)化制造工序，提升制造精度，提高生產(chǎn)裝配效率，降低制造成本。

由此，也將不斷向外拓寬航宇智造的未來想象空間。

面對(duì)一場(chǎng)前所未有的萬億級(jí)別“輕量化”革命，面對(duì)越來越嚴(yán)格的汽車碰撞安全法規(guī)，面對(duì)汽車創(chuàng)新多樣性并存、多元態(tài)勢(shì)互補(bǔ)發(fā)展的格局，沒有人會(huì)在大勢(shì)面前選擇坐以待斃。

顛覆自我，創(chuàng)造未來，將會(huì)是所有汽車供應(yīng)鏈成員的必由之路。