采用铝热成型实现车身轻量化

铝热成型（Aluminium-Hotforming - HFQ）甚至可以有效地塑造大型和几何上复杂的组件。因此，HFQ为轻量化材料铝提供了新的潜力。

到目前为止，由于传统成型技术的可塑性降低，6000和7000系列的高强度铝合金只能在非常有限的范围内用于现代车身结构（白车身）。现在，铝热成型（HFQ）甚至可以有效地塑造大型和几何上复杂的组件，从而为轻量化铝材开辟了新的潜力。

长期以来，铝作为一种轻质材料在汽车工业中占有突出地位。目前，最大的份额在传统动力系统的铸造应用中，但也出现在车身应用中，如门、挡板，尤其是外板。随着目前从内燃机到电力驱动的技术过渡，车辆的平均重量似乎在增加。这增加了将创新的轻量化技术进一步引入量产的压力，以打破旋转的重量螺旋。

解决方法

迄今为止，6000和7000系列的高强度时效硬化铝合金仅以挤压件或铸造件的形式得到应用。通常情况下，为了获得足够的可塑性往往牺牲了铝合金的最大强度。铝热成型（HFQ）为这一问题提供了解决方案。现在，即使是金属板也可以形成复杂的以及高度集成的组件，并且可以实现最大强度。

6000与7000er系列（来源：Fischer Group）

该工艺的顺序类似于众所周知的钢的模压淬火。铝坯首先在450至550℃之间进行固溶退火，具体工艺取决于合金，然后在压力机中成型，并进行淬火，即快速冷却。此外，部件在随后的时效硬化工艺中被硬化并达到最终强度（T6）。

用3-D激光修剪

最后一个生产步骤是使用三维激光器或切割机对部件进行最后修剪。第一个量产项目的结果显示，部件的尺寸稳定性非常好，几乎没有回弹效应，最重要的是，整个部件的强度始终很高，而且仍有良好的延展性。

铝热成型

铝热成型（HFQ）为设计和施工提供了新的自由，特别是对于高强度的6000和7000合金。通过固溶退火工艺，毛坯在深拉之前直接处于一个较高的温度水平，因此非常柔软或具有非常好的流动特性。因此，只需一个冲压行程就可以实现非常小的半径的高度成型，如果需要，还可以实现深而陡的框架。

高度的部件集成

由于上述的工艺特性，还可以实现非常高的部件集成度。下图所示的一体式门环是高级电动车轿车的第一个实现的量产应用。该部件构成了外侧结构的中心要素。所选择的设计整合了A柱、B柱以及侧壁。为了增加刚度，特别是在侧面碰撞中，在设计中加入了一个额外的B柱插件，也是用HFQ工艺制造的。在此应用中，选择了一种AA6111合金，在完成所有工艺步骤后，其典型强度可达Rp 0.2~360 MPa/Rm~410 MPa，均匀伸长率为Ag~9~10 %。在系列生产中，通过精确定义的部件上的取样点，对标准拉伸试样的材料性能进行持续监测。门环的总重量小于9公斤，额外的B柱插件为2.8公斤。

对于世界范围内的第一条生产线，Fischer公司采用一种设备方案，包括用于固溶退火的喷射加热技术的多层炉，高效节能的伺服液压机和用于老化的经典箱式炉。最后的部件修剪是由三维高速激光系统完成的。核心制造单元由固溶退火炉和压机组成。

自动化制造

从二维激光毛坯的进料到成品成型部件的输出，生产过程完全自动化。之后，部件从仓库中取出，在最后一个工作步骤中进行轮廓切割。为了确保能够可靠地跟踪所生产的每个部件的所有工艺步骤的正确完成情况（包括达到规定的温度和保持时间），在系统概念中实施了一个跟踪和追溯系统。每个部件都通过激光雕刻得到一个独特的序列号。生产中的材料流动是通过带有RFID标签的货物载体实现的。这使系统能够识别出每个部件何时和多长时间通过了某个工艺步骤。与被查询的机器数据一起，每个部件的完整生产历史可以被无间隙地追踪。如果所有重要的工艺参数都在预定的范围内，就可以确保部件达到所需的强度。当然，质量是通过持续的额外控制来检查和监测的。