AP&T最新铝合金技术极大地减轻Lucid Air豪华电动汽车的车身重量
让汽车更轻、更节能、更安全一直是整个汽车行业面临的挑战。美国电动汽车制造商Lucid Motors选择了一种最新的革命性技术来应对这一挑战：在2021推出的Lucid Air车型中使用了多种由热成形高强度铝板制成的独特轻量化部件，并与AP&T和fischer 集团合作设计、制造以及对其进行工业化生产。
AP&T首席销售官Christian Koroschetz博士表示：“我们有机会为实现这辆梦幻汽车做出贡献而感到无比自豪。Lucid Motors是世界上最早使用我们新技术制造热成形高强度铝部件的汽车制造商之一，他们的成功亦是 AP&T 一个重要里程碑。”
2015年，Lucid致力于探索制造碰撞关键冲压件的前沿技术，如门环、B柱加强件和电池组保护组件，于是他们联系了AP&T。
令人兴奋的挑战
Lucid向AP&T提出了一系列零件和工艺要求以推动整个团队迈向新的先进工艺，来实现最终大量生产出轻量化、高成形性、高强度和高延展性的产品。
当时，AP&T也正在深入开展创新项目，旨在研究高强度铝如何用于生产轻量化、高强度的车身部件。鉴于此，Lucid选择了AP&T作为Lucid Air的供应商。
“AP&T展示了一项有前景的新技术，它潜在的好处是显而易见的，即热成形工艺让高强度铝能制造出复杂几何形状的零件。由于高可成形性、高强度和轻量化的结合，零部件的设计可以真正得到优化。这不仅使乘坐空间得到更有效的利用，还实现了高水平的碰撞安全以及低能耗的目标，这均有益于最终客户。”Lucid产品高级副总裁兼首席工程师Eric Bach表示。
开发解决方案–模拟和软模
得益于计算机辅助工程分析的使用，我们的开发在2017年加快了进程。AP&T成形专家进行了有限元铝合金热成形模拟，从而准确地预测了成形过程中可能出现的开裂和起皱风险。Lucid的工程师利用这些模拟反馈来迭代改进了车身零部件的设计。
同年，AP&T 研发制造了第一条高强度铝热成形的全尺寸生产线，以彰显新技术的潜力。这项创新获得了著名的北美Altair轻量化奖，证实了AP&T走在正确的道路上，这也推动了与Lucid Motors的合作。
在2019和2020年我们进行了大量的测试，以验证工艺的稳定性并开发测试数据。众所周知，在满足车身碰撞要求上，零部件的设计至关重要，但强度、延伸率、材料和碰撞折叠模式亦不容忽视。Lucid材料工程师和车身设计师与AP&T金属成形工艺工程师合作，确定了满足所需零部件性能的理想材料。
来自不同铝材供应商的高强度铝合金在AP&T位于瑞典Ulricehamn的试验线上进行了多次测试。工程师们将这些材料供应商推荐的参数应用到生产过程中，也正是在这个项目阶段，确定了最佳材料、冲压工艺和热处理参数。通过大量的实验研究，包括供应商测试实验室的材料测试和Lucid材料工程师重要零部件的测试，我们验证了工艺的稳定性。Lucid开发工程师审查了执行FEM碰撞模拟所需的材料和失效模型，并收到了从成品冲压零件中提取的测试样品，这些样品经过了AP&T生产线的整个流程，以校准零件模型。
AP&T首席销售官Christian Koroschetz博士表示：“我们有机会为实现这辆梦幻汽车做出贡献而感到无比自豪。”
在选择性能最佳的材料后，AP&T为此提供软模，让样件在生产线上进行冲压，以制造Lucid的Beta样件和Release Candidate（RC）汽车，并经过Lucid严格的零部件以及车辆级测试。所有结果都如预期一般成功，这给了AP&T进一步向前的信心，并聚焦到技术的产业化。
“得益于AP&T有限元铝合金热成形模拟模型，使生产能力有效提升；通过使用在许多研究项目中优化的模拟模型，大大缩短了模具的调试时间。因此，AP&T 可以在很短时间内提供多个生产模具。”AP&T成形工艺开发和模具经理Michael Machhammer博士说。
批量化生产–Fischer集团参与合作
当面临谁将提供大批量的零部件生产时， AP&T 凭借以往的成功和长期的合作关系推荐Fischer集团作为制造合作伙伴，以帮助满足Lucid的生产需求。
“我们与AP&T的渊源可以追溯到20年前，我们经常与他们的研发团队交流创新的成形工艺理念。大约五六年前，AP&T给我们展示了铝热成形的优势，这激发了我们深入研究该技术的兴趣。我们不断寻找新的领域和应用，以贡献我们在基于模具成形和作为汽车行业供应商的专业知识。铝热成形给了我们实现这一切的机会。” Fischer成形公司的常务董事兼与AP&T和Lucid合作的大客户经理Stefan Geißler说道。
在所有合作伙伴各就各位之后，AP&T和Fischer集团开始计划在Fischer位于德国南部的Achern工厂进行Lucid零部件的生产。在AP&T将其现有的伺服液压机和模具转移至Achern时，AP&T的Ulricehamm工厂生产这一过渡期内所需的零部件，使项目保持正常进行。
Lucid产品高级副总裁兼首席工程师Eric Bach表示：“AP&T新技术将高可成形性、高强度和轻量化成功结合，使零部件的设计可以真正得到优化。”
Lucid和AP&T还与Fischer进行密切合作，共同优化热处理参数，以确保零部件在规格范围内，同时实现高产量。
“AP&T和我们的团队合作得非常出色。到2021年 4月，我们加快了速度，在Ulricehamn为Lucid Air生产了1500套门环、B柱和电池包外壳零部件，”Fischer成形公司业务开发主管Thorsten Junge说道。
在Achern工厂，同时进行着一个紧迫的项目，为安装新生产线及辅助设备（如三维剪切、时效以及清洗设备）做准备。为了保证足够的空间，这里建造了一座崭新的工业厂房。
Junge说：“项目期间，我们还面临着原材料采购的严峻挑战，但最终是成功的，该生产线在夏季顺利地从Ulricehamn转移到Achern，并于2021年 12月投入使用。”
可持续的未来
当世界上技术最先进的电动汽车之一Lucid Air于2021年10月开始向客户交付时，不仅位于加利福尼亚州纽瓦克的Lucid全球总部在庆祝，Achern和Ulricehamn也都在庆祝这一时刻。
Lucid、AP&T和Fischer集团之间的合作取得了巨大的成功，一项创新的、有广泛前景的技术被转化为商业上可行的解决方案。当涉及到轻量化和提高安全性时，该解决方案为整个汽车行业打开了新机遇。
自成功推出后，Lucid Air的需求量一直居高不下，同时也增加对热成形高强度铝零部件的需求。
Lucid采购总监Robert Walton表示：“现在的需求是进一步优化生产工艺并增加产量，而这将对我们的收益产生积极影响。”
为了满足Lucid的需求，Fischer计划在Lucid位于亚利桑那州的Casa Grande工厂附近开始生产高强度铝零部件。
Stefan Geißler表示：“成为Lucid成功路上的助力，在我们三家公司共同携手合作下，实现这一成形技术在世界上的首次工业规模应用，无疑是激动人心的。”
Christian Koroschetz表示：“作为汽车行业众多厂商的既定合作伙伴，我们正在用更安全、更节能、对环境影响更小的车辆来推动更可持续的交通行业的发展。此次，我们与一家具有前瞻性的汽车制造商合作，采用创新技术来实现这一目标，这无疑是一个巨大的成功！”
2022年11月