Flexform橡皮囊工艺在小批量汽车领域的应用

旷德机械科技有限公司产品经理许以“Flexform胶袋技术在小批量车辆上的应用”为主题进行了演讲，重点介绍了公司情况、Flexform胶袋技术简介以及Flexform在小批量车辆上的应用案例。以下是演讲内容:

许，机械科技有限公司产品经理

沈煜伦公司介绍

女士们，先生们，下午好。我叫许，来自瑞典沈煜伦。我是负责Flexform橡胶袋技术的产品经理。Flexform是传统意义上的柔性胶袋压机，但与普通压机有一点不同。我们的压机下半部分是模具，上半部分是可以随零件变形的橡胶包。橡胶袋上覆盖着液压油。液压油的最大压力可以达到140MPa，指甲盖大小的地方可以有1.4吨的压力。而且由于压力是通过液压油传递的，所以各点的垂直方向，包括侧面各点的压力都是一样的，这与传统的上下模只有垂直方向的力不同。

今天我想分享三个部分，一是沈煜伦简介，二是Flexform胶袋技术简介，三是Flexform在小批量汽车领域的一个应用案例。

我们公司成立于1950年。当时，它还被称为ASEA，一家瑞典国有公司。后来ABB和一家公司合资成立。我们部门几经波折，从Flow到AVURE，现在隶属于日本神户制钢所，但是我们部门还是财务独立。

从1950年开始，为了应对人造钻石的广泛需求，瑞典政府牵头了一个项目:在高温高压下生产人造钻石。这就需要使用预应力钢丝缠绕技术来制造容器。基于这项技术，我们开发了两种产品。一种广泛应用于航空领域，用于提高零件的疲劳寿命。此外，钣金成形，我们在飞机工业和汽车的小批量试制中也有一些应用。今天主要分享钣金成型的胶袋技术。

我们公司是一家小公司，总部设在瑞典，全球约有170名员工。但是从1950年到现在，全世界已经销售了大约1900套系统，其主要应用是航空航天、汽车、能源和医疗。沈煜伦总部位于中国上海，主要提供一些技术服务和售后产品。

目前，中国有19台Flexform橡胶制袋机，其中18台用于航空工业，1台用于汽车工业。有一些试制和小批量验证项目。在全球范围内，沃尔沃、宝马和戴姆勒都是我们的客户。现在，世界上最大的设备也在汽车工业。位于福特在美国的工厂，有一个2m×4m的工作台，可以压一些较大的零件。

柔性橡胶袋技术简介

你可以通过看一个片子来更好的了解Flexform的工作流程。首先将模具放在工作台上，将料片放在模具上，然后将工作台填充到高压腔内。空腔上有一个橡胶袋，里面装的是液压油。液压油打孔时，胶袋会沿着这个方向把料片粘到下模上。在高压条件下，胶袋几乎处于流体状态，可以填满整个工作台和模具与料片之间的所有缝隙，因此可以成型复杂的零件。

我们的压力标准是80MPa，换算成压力机的吨位。最小的设备有17000吨的压力，所以对材料没有特殊要求:我们压制过12mm厚的铝合金和5mm厚的不锈钢，包括钛合金，都可以在压机上成型。在传统的汽车工业中，传统压力机的上下模具都是金属的。沈煜伦的Flexform橡胶袋压机下面有一个金属模具，上面有一个橡胶袋，其中的料片也是金属制成的。上面是一块橡皮。橡皮擦比较软，和料片摩擦不会产生划痕，做个外饰比较好。

这是我们的缸，和传统的容器不一样。我们的气缸是双层结构，内部是一个锻造的不锈钢压力桶，周围缠绕着很多钢丝。在缠绕钢丝的过程中，我们对钢丝施加了很大的力。锻造的不锈钢压力桶一般承受最大工作压力的125%，同时外部预应力钢丝会将其拉紧。

在工作过程中，内部的压力抵消了外部钢丝施加的压力，相当于工作状态下的不锈钢桶不受压力，不会开裂，降低了爆破的风险，所以安全程度高。这种设计也被用作高压容器和超高压容器的设计标准。现在很多压力超过100MPa的压榨缸都在用这种设计。

总结胶袋压机的优点，核心技术是利用高压推动橡胶成型。这样做最大的好处和特点就是因为我们只用了一半的模具，所以我们至少可以节省50%的模具成本。此外，模具材料不受限制；模具设计和生产周期短；有安全保障，只能漏，不能爆；该设备使用寿命长，具有压力腔和框架使用寿命长的优点。

Flexform在小批量汽车领域的应用案例

汽车行业也有胶袋压机的应用案例。首先，就它能生产的零件而言，BIW的所有零件都可以在印刷机上生产。Flexform橡胶制袋机特别擅长处理成型件表面复杂度高的问题:由于Flexform是用高压液压油推动橡胶成型的，所以无论下模是什么样子都可以压出来。

第二，材料的厚度不受影响。我们压制过很薄的零件，几毫米的材料都可以。这是我们公司，也是国内公司。当时他们想验证胶袋工艺能否生产出一个汽车零件，于是我们当时就合作做了这样一个零件。这不是一个实际的零件，而是一个假想的B柱。我们设计了很多高难度的尺寸，最后模具居然是在胶袋压机里生产出来的。

采用DP600不锈钢制作，厚度1.5mm，零件尺寸1500mm×370mm，最大深度130mm。最终成型工艺有两步，第一步是以25MPa/cm2的压力压制产品，第二步是以100MPa的压力直接压制。

生产时，先把模具放在工作台上，把材料平铺在上面。第一步，用25MPa压力压制后，调整好再用100MPa压力压制。整个过程中，模具的开发花费了35000元，而胶袋的花费很少。我们设备的生产能力可以达到每年40，000-50，000个周期。几乎没有什么特别高的维护成本，只是有些密封圈需要每年定期更换，生产成本很低。

与传统冲压相比，我们的优势是交货时间很短。下模的要求只是加工零件的几何尺寸，不需要复杂的设计，也不需要上下模的配合，所以模具的交货时间几乎等于最终产品的交货时间。结合这些特点，我们定位了Flexform橡胶制袋机。如果专门做汽车试制项目，用Flexform胶袋压机来做，一方面可以节省大量的模具成本，另一方面可以缩短部分产品的交货期。因为汽车试制和量产是不一样的，也就是50 -100辆的体量非常符合Flexform胶袋压机“小批量多品种”的定位。

我公司有很强的研究能力，可以对零件成型和潜在缺陷做出具体分析，支持客户对部分零件成型可行性提供技术支持，包括成型工艺。这些也是我们的优势。沈煜伦从1970年开始从事钣金成形行业，有冲压铝合金、不锈钢、高温合金、钛合金等多种材料的经验。即使遇到一些特殊的拉伸开裂情况，我们也能为其提供解决方案。

基本上，这就是我与所有来宾分享的内容。我们来总结一下。我们采用高压挤出胶袋的方式，方便零件成型。最大的特点是生产半模，节省50%-90%的模具成本。另一个特点是最终零件的交付时间比传统的上下模更快，产品周期缩短50%。另外，这种设备在航空工业和汽车工业已经投入使用近50年，寿命非常长。比如西门子有一个Flexform胶袋装置，是上世纪60年代做的，在瑞典还在作为生产工具使用。我国第一台Flexform胶袋设备是在1986年，至今仍在工作，能保持连续稳定的产量。“超长的设备使用寿命”是我们引以为豪的。

2022年8月24日，在盖世汽车主办的2022第二届中国汽车车身大会上，公司产品经理许做了题为“Flexform胶袋技术在小批量汽车领域的应用”的主题演讲。