第三代具有渐变横截面积的钢板卷管

TKS泰森钢铁集团推出了新一代的工业化产品。依靠获得了专利技术的变直径卷管技术，他们可以生产各种各样的钢板卷制管材。

在两年前的IAA展览会上，泰森钢铁集团就展示了一种新的板材卷制技术，当时他们把这种新技术称之为“NSB”，即“新型车架卷制技术”的简称。利用这种技术，泰森钢铁集团为欧宝Zafira轿车生产标准车架，使其重量减轻了24％，按照年产20万辆轿车计算，生产成本仅增加了3％。

由于这项技术的研发是以Zafira车型为基础的，因此这种新型管材卷制技术的优势还没有被完全发挥出来。OliverHoffmann先生，TKS泰森钢铁集团汽车部的销售和设计主要领导人说道：“当车架中大量的管件采用这种技术生产时，减重的潜力还要更大。

利用这种板材卷制技术可以制造空间珩架结构的车架。Hoffmann先生说道：“我们想通过NSB技术告诉世人：新型NSB管材卷制技术在经济高效的、薄壁板的车架轻结构设计中有着关键性的作用。在NSB车架中，37％的车架结构件是利用这种技术制造的。”

泰森钢铁集团的这一技术与Ulsab和Ulsac技术方案不同，是自己的独有技术，从而引起了OEM汽车生产厂家的广泛关注。在他们首次展示这项新技术之后，一家德国的OEM汽车生产厂就与他们联合进行新项目的研发。不久后他们又与另一家欧洲的汽车生产厂开始了第二项为期两年的研发项目，目前正在检验是否需要将这一技术应用于车架底盘的结构设计中以及如何利用这一技术进行变型车架的设计。

 生产第三代钢板卷制型材的样机

新的几何结构

对于具有一定几何形状要求的车架部件，尤其被要求轻结构设计的汽车零部件，空心的结构件由于有着环形的横截面而具有很大的刚性和很高的能量吸收性能，可以很好地满足汽车工业企业对汽车碰撞安全性能和轻结构设计的要求。因此，利用NSB技术生产制造的型材往往用于车架纵梁前、后部的承载部件，利用内高压变型加工工艺技术制造轿车的车顶框架。

在上述零部件中，钢板、管材可以具有不同的特殊形状、不同的质量等级、变化的管件壁厚、不同的强度或者表面质量要求。例如，泰森钢铁集团在车架纵梁中使用的管材以锥形为基本几何形状。由于锥形结构形式，它比传统的标准纵梁明显轻了许多，而抗碰撞的性能却保持不变。

批量生产的道路

第三代钢板卷制车架部件的典型特点是：横截面的形状是不断变化的。例如：钢板卷制管材的形状从圆形横截面变化到锥形，最后成为四方形。一些典型的型材辅助形状，例如凸起和凹陷等，也可以直接加工成型。

生产这种管材采用的是获得专利的钢板卷制技术。利用这种钢板卷制技术可以生产出泰森钢铁集团所有的钢板卷制管材产品，尤其是形状复杂的型材。泰森钢铁集团2006年即将投产的样机可生产加工出来的管材长度达3m，使用的钢板厚度为3mm。

直线形或者略带弧度的型材可以在三次卷制中完成，有时也利用金属芯轴。经下模预压成型后，板材又经配置在一次性的冲模围绕芯轴卷制。最后，通过激光焊接设备将卷制钢管的管缝焊接好。焊接前，卷制管材焊缝两侧的误差不大于0.05mm。

在许多情况下，卷制的管材几乎达到了不需再次加工的程度。Hoffmann先生表示，这台钢板卷制样机使得卷制工艺技术又有了新的进步,不久就能实现快速、高效的大批量生产了。

 管材加工的自由变型加工设备

弧形弯曲达到了新的水平

对于弧形的车架零部件，也包括发动机废气排放装置的管道，人们可以利用内高压变形加工工艺技术按照给定的弧线对管材进行弯曲。而在这一技术领域中，TKS泰森钢铁集团也达到了一个新的水平。课题开发组的领导人，Thomas Flehmig博士讲述了一个汽车工业中支撑发动机的U型支架的实例。 “对于这种利用IHU内高压变形加工工艺都难以加工的工件，利用我们的新型钢板卷制技术很容易就被加工出来了。管道尺寸的壁厚也减少了22％。”

在这台世界上独一无二的钢板卷制样机中，泰森钢铁集团的工程师们研发了一种被他们称为“Booster”的管材输送技术。它可以事先设置不同大小的推力，最大可达25t，在管材卷制的过程中按照适当的角度逐步地将管材推入模具中去，并使弯曲时多余的金属材料流动到弯管直径较大的部位处。这与传统的、只能连续推送管材的同类设备有着极大的不同。在样机柔性控制系统的控制下，所有下一步弯曲的参数都可以不断地进行调整、设置，可以实现一根管道多个转折点的任意编程控制。

对于汽车生产厂家来讲，这意味着可以利用高强度薄钢板生产制造任意形状的型材，并可减轻工件重量，或者在壁厚不变的情况下得到弯曲半径较小的管件，从而节省汽车零部件的空间占用。

该设备的另一个特点是：可以弯曲任意横截面形状的管材。利用该公司研发的弯曲模具可以生产锥形截面的和类似变型截面的管材，而且弯曲半径很小，绝无褶皱。

同样具有创新技术的是该设备的自由弯曲模头。操作者可通过转换支架在拉弯或者自由弯曲两种工作状态中进行选择、工作状况的转换。可加工的钢板厚度最大3mm，管材直径最大120mm。

在管材弯曲过程中，两个移动的管套引导着被弯曲管材的移动，并且在弯曲过程中有目的地按照管材的转向改变自己的位置。这种板材卷制技术也适合于弯曲变化的、大弯曲半径的复杂钢管，例如汽车A立柱和C立柱处至车顶的管材、贯通的纵梁或者发动机排气管等。该钢板卷制机床目前被主要用于生产样件和试制件，也可以进行中小批量的产品生产。通过这些生产活动，泰森钢铁集团积累了丰富的经验，并为今后的大批量生产作准备。

无论如何，TKS泰森钢铁集团打算放弃利用无缝钢管生产汽车车架，为客户提供大量的NSB生产经验。但不是所有的汽车生产厂家愿意放弃现有的车架制造工艺，而且传统的车架制造工艺技术还有许多可以改进的地方。