自上世纪八、九十年代起，管件液压成型技术蓬勃发展，目前已成为汽车产业主流制造技术之一。与传统的冲压工艺相比，液压成形工艺在轻量化、单位零件成本和加工成本等方面具有明显的优势，许多汽车制造商在车辆的设计中越来越多地使用液压成型技术生产的零部件。
此次北美之行，笔者访问了Vari-Form公司位于美国密歇根州特洛伊的总部，参观了该公司独特的压力顺序液压成型技术。
专利的压力顺序液压成型工艺 Vari-Form是“压力顺序液压成型(PSH)”技术的发明者和专利拥有者。1990年，Vari-Form开始使用其经过生产验证的压力顺序液压成型工艺进行批量生产。如今，Vari-Form已经成为汽车结构液压成型的先锋，每年在全世界生产数百万个零件。迄今为止，利用液压成型工艺生产的零部件已经超过8500万个。 Vari-Form的压力顺序液压成型技术利用直径1~6英寸的管坯原材料生产复杂的部件，可使用的材料范围广泛，其中包括铝和DP980钢。与常规液压成型不同，Vari-Form压力顺序方法生产的部件不会引起管壁变薄或管坯变形，部件管壁均匀一致，保持部件的强度和完整性。此外，部件的钻孔和成形工序在模具内同时完成，位置和尺寸完全一致，无需另外加工，节省了时间和费用，有助于确保最终部件质量。 
Vari-Form的专利压力顺序在诸多阶段都可以使用液压，提高了可成型性。借助于压力顺序，可以在折弯模式中以超过管坯弯曲极限的方式形成圆角半径区，而非采用常规液压成型系统的拉伸模式。在模具闭合时控制管坯成型，消除了管坯在分模线处的箍缩趋势。
PSH工艺在车身结构中的应用亮点
Vari-Form最近完成了一项深入的独立工程研究，其结果表明，与最新的冲压/焊接工艺相比，液压成型的零部件成本能够降低11%，模具成本降低14%，重量减轻7%。对于全球汽车生产厂家来说，成本降低和轻量化使其考虑将液压成型投入各种结构应用领域。 空间构架 减轻重量，不影响结构完整性，且能够加强车身结构。独特的结构设计富有灵活性，满足车型更新的需求。管与管之间直接结合，能够实现理想的空间配置。生产方面减少焊接工序，节省装配时间，同时还能节省工厂占用空间。 前端结构 为汽车行业的首次应用，提高结构刚度和耐久性，比冲压设计节省模具成本31%，零部件成本节省12%，更大程度地节省了加工成本和设备占地面积。 车顶纵梁结构 
其性能不仅超过了美国高速公路安全管理局(NHTSA)的要求，且满足或超过了美国公路安全保险协会(IIHS)的要求。与冲压技术相比，零部件价格节省9%，重量减轻7%。其结构性能和外形完整性均得到改善，无需采用热冲压，符合新的顶盖抗压试验对车身进行额外加强的要求。福特150皮卡采用Vari-Form的车顶纵梁结构，结构性能提高了75%，强度重量比改进了62%。 底盘纵梁 可使用多种材料的管坯，管坯最大直径可为152mm，最大长度可为4622mm。提供良好的密接度和外观，无需使用突缘(俗称法兰)，改善噪声、振动和声振粗糙度(NVH)。
高强度钢的液压成型强化车身结构
Vari-Form利用未来钢铁汽车(FSV)为基准，开发液压成型组件，将其与FSV前端、车身两侧和后部地板结构进行整合，针对冲压和液压成型两种解决方案在性能和重量等方面进行比较。 在模拟的Euro NCAP正面碰撞测试中，液压成型设计所获得的成绩与冲压设计相当，甚至在一些方面胜过后者，包括重量方面减轻了10.7%，零部件成本削减12%，加工成本削减31%。 而在美国汽车安全技术法规(FMVSS)216A车顶抗压分析中，液压成型部件的表现不仅超过了冲压部件，其重量较后者减轻6%；零部件成本削减9%，加工成本削减7%。在FMVSS 301后部碰撞分析中，液压成型部件和冲压部件在门变形和油箱支撑结构方面的结果相同，但前者较后者重量减轻了7.5%，零部件成本削减11%，加工成本削减4%。 很明显，液压成型结构与冲压部件相比，不仅保证了安全性，同时还拥有多方面的优势。汽车制造商一直在密切关注如何在提高车辆的燃油经济性和安全性的同时控制成本。他们总是会注意到最新的技术和生产工艺来帮助他们实现这些目标。而液压成型工艺恰恰可以制造出能够通过耐久测试考验的结构件，又不会给车辆增加额外的重量。
全球范围的设计和制造支持
Vari-Form是一家科技产品公司，由设于北美的工程及制造设施组成。该公司的生产基地分别位于加拿大安大略省的Strathroy、美国密苏里州的Liberty和墨西哥的Reynosa，通过这些基地向客户提供产品。Vari-Form最先进的技术研究中心也位于加拿大的安大略省，该机构专注于液压成型领域的最新进展，可以提供工具设计、全套生产设备、样件设计、培训以及工程支持。 Vari-Form通过授予许可的商业合作伙伴向欧洲乃至亚洲的特定OEM供应压力顺序液压成型的零部件。随着投资的扩大，该公司进一步开拓国际市场，业务延伸至中国、德国、印度、日本、韩国，并表示中国市场是其最大的机遇。2012年8月，Vari-Form宣布扩大与中国主要OEM和一级供应商的战略合作关系。Vari-Form利用其专属的液压成型工艺，为两款中国制造的高产量中型轿车制造发动机架。目前Vari-Form已与北汽集团有业务合作，预计2014年将实现在中国的生产。 Vari-Form总裁Stephen Dow 说：“Vari-Form 液压成型工艺在轻量化、单位零件成本和加工成本方面的固有优势，可以为中国制造商以及全球的其他客户带来巨大的利益。由于OEM认识到液压成型组件的独特性能和成本优势，这些关系将继续推动Vari-Form走向成功，并为客户(尤其是中国的客户)创造出众的产品。”此外，Vari-Form将继续加强其欧洲业务，同时积极在全球多个市场寻求兼并、收购和战略合作机会。 相对于冲压闭口组件而言，压力顺序液压成型是更具效率和提高生产力的方案。1990年，克莱斯勒汽车公司首先在其小型货车上使用了液压成型仪表盘支架，到如今，2013款福特Fusion率先将液压成型技术应用到生产A柱、B柱上。这项技术在汽车生产上的应用比例还在不断提高，我们可以看到其光明的发展前景。随着Vari-Form与中国的战略合作关系进一步扩大，压力顺序液压成型技术在生产上的应用比例提高，将掀起我国汽车生产在管状构件加工领域的革命。
