内高压成形属于液压成形（液力成形）工艺，它以液体作为成形介质，材料从轴向进入模具型腔，通过内部施加高压液体使其成形，通常用于生产形状复杂的中空零部件。该技术以管材为材料，具体工作流程为：先将管材放入模具型腔内，接着向管材内部填充液体，用冲头将两端压封，随后对液体加压，同时两端冲头向内推进。在内压与轴向压力的共同作用下，管材膨胀并向模具型腔贴近，直至完全贴合，最终成形为所需工件。
汽车是内高压成形的重要下游市场。为降低燃油消耗、减少尾气排放，汽车轻量化发展成为必然趋势。在汽车组成部分中，管材应用量较多，传统汽车管材生产采用冲压焊接法，即先冲压成形获得两个或多个组件，再将其焊接为整体。而内高压成形技术的出现，为汽车零部件制造带来了新的变革。以奇瑞汽车为例，国家知识产权局信息显示，奇瑞汽车股份有限公司在2024年10月申请了一项名为“一种运用内高压成形的车架系统及汽车及成形工艺”的专利（公开号CN 119283970 A）。该专利所涉及的车架系统用于支承车身系统和连接底盘系统，包括前车架总成、中车架总成和后车架总成，沿长度方向连接形成三段式车架焊接总成。其中，前车架总成、中车架总成和后车架总成均包括一组纵梁，且这些纵梁彼此平行布置、依次插接，并通过二氧化碳气体保护焊工艺焊接。此外，前车架总成和后车架总成中的一组纵梁之间沿长度方向布置有若干横梁，横梁和纵梁均为内高压一体成形，且若干横梁通过对穿式插接匹配和/或增设连接板固定于纵梁上，同样通过二氧化碳气体保护焊工艺焊接。这一专利的申请，体现了内高压成形技术在解决传统冷冲压车架相关问题上的潜力。
内高压成形技术具有设计灵活的特点。在汽车零部件车架的设计过程中，工程师可以根据实际需求，更自由地设计车架的形状和结构。与传统的冲压焊接工艺相比，内高压成形不需要考虑多个零件的拼接和焊接问题，能够一次性成形较为复杂的形状，从而减少了设计上的限制。例如，对于一些具有特殊曲线和形状要求的车架部件，内高压成形可以轻松实现，而传统工艺可能需要多个零件的组合和复杂的焊接工序，不仅增加了设计难度，还可能影响车架的整体性能。
同时，内高压成形工艺相对简单。它以管坯作原料，通过适当的模具和液体压力，一次成形零部件，代替了多个零件分别成形再组焊成所需零部件的过程。这种简化的工艺流程，减少了生产环节，提高了生产效率。例如，在制造发动机副车架时，采用内高压成形技术，副车架可以由原来6个零件的组焊件变成一个管坯液压成形件，大大减少了生产工序和时间成本。
利用内高压成形制造的汽车零部件车架，质量和性能得到了显著提升。与传统的冲压焊接件相比，内高压成形的车架结构件的强度、刚度和耐疲劳性得到明显增强。这是因为内高压成形过程中，管材在高压液体的作用下均匀变形，材料的组织结构更加致密，从而提高了车架的整体性能。例如，在实际的汽车行驶过程中，车架需要承受各种复杂的载荷和振动，采用内高压成形技术制造的车架能够更好地应对这些情况，减少车架的损坏和故障发生的概率，提高了汽车的安全性和可靠性。
汽车轻量化是当前汽车行业发展的重要方向，内高压成形技术在这方面具有显著优势。通过内高压成形，可以制造结构复杂的整体结构件，减少材料消耗，减轻结构件的重量。据相关研究，散热器支架采用内高压成形技术后，由原来的17个零件减少为10个零件组成，减重达到24%。在当前汽车市场对续航能力要求越来越高的背景下，尤其是新能源汽车领域，减轻车架重量对于提升汽车的续航能力具有重要意义。电动汽车对轻量化的要求远高于燃油汽车，内高压成形技术的应用能够帮助汽车企业更好地满足这一需求，提高产品的市场竞争力。
目前，内高压成形技术在欧洲、北美、日本、韩国等国家和地区的汽车行业中得到了广泛的应用。多家全球知名汽车品牌，如奔驰、奥迪、通用和大众等，均已采用内高压成形工艺生产的零部件。这些零部件涵盖了发动机零部件、底盘零部件和车身零部件等多个方面。例如，内高压成形发动机零部件包括凸轮轴、曲轴、排气歧管、催化转化器等；底盘零部件包括副车架、发动机托架、梯形架、保险杠、车架纵梁、横梁、散热器壳、后桥壳、转向管柱、操纵杆、控制臂、管接头等；车身零部件包括仪表板梁、座椅框架、车顶纵梁、横梁、A立柱、B立柱、C立柱、空间骨架、挡风玻璃支架等。国外汽车企业在应用内高压成形技术方面起步较早，技术相对成熟，已经建立了较为完善的生产线和应用体系。
在我国，内高压成形技术虽然也得到了一定的发展，但与国外相比仍存在差距。，但由于受到产品设计、模具开发等方面技术的制约，该技术的应用受到很大限制，用件与品种较少，使用范围不够广，技术的优势没有得到有效发挥。不过，近年来，随着我国汽车产业的快速发展，尤其是新能源汽车市场的迅猛崛起，内高压成形技术在中国市场的前景尤为广阔。据统计，2024年前十个月，中国汽车产量达到2446.6万辆，同比增长1.9%，其中新能源汽车产量更是高达977.9万辆，同比增长33.0%。在此背景下，内高压成形技术在中国市场的需求不断增加。同时，中国的众多机构和企业也在积极推动内高压成形技术的研发和应用。哈尔滨工业大学、中国科学院金属研究所等科研机构在技术研发方面取得了重要进展，而广东思豪内高压科技有限公司等企业则在设备研制和模具研制方面发挥了积极作用。
内高压成形技术的研发需要掌握多学科的知识和技术，包括材料科学、力学、流体力学、模具设计等。目前，虽然国内外在该技术领域已经取得了一定的成果，但仍存在一些关键技术难题有待突破。例如，在管件液压成形设备及工艺参数设计方面，需要精确控制液体压力、管材的变形速度和模具的结构等参数，以确保成形质量的稳定性。此外，对于一些新型材料在內高压成形过程中的性能和变形规律，还需要进一步深入研究。不同材料的力学性能和化学性质差异较大，如何根据材料的特点优化内高压成形工艺，是当前技术研发面临的重要挑战之一。
内高压成形所需的设备和模具成本较高。内高压成形设备需要具备高精度的压力控制和液体输送系统，以确保管材在高压液体的作用下能够准确成形。这些设备的研发和制造需要投入大量的资金和技术力量，导致设备价格昂贵。同时，模具的设计和制造也需要较高的成本。由于内高压成形的模具需要根据不同的车架零部件形状和尺寸进行定制，每个模具的设计和制造都需要经过复杂的工艺和高精度的加工，因此模具的成本也占据了很大的比例。对于一些中小企业来说，高昂的设备和模具成本可能成为他们应用内高压成形技术的障碍。
内高压成形技术是一门新兴的技术，相关领域的专业人才相对短缺。从技术研发到生产操作，都需要具备专业知识和技能的人才。在研发方面，需要掌握多学科知识的科研人员进行技术创新和工艺优化；在生产操作方面，需要熟练掌握内高压成形设备和工艺的技术工人进行实际生产。目前，国内高校和职业院校在相关专业的设置和人才培养方面相对滞后，导致市场上内高压成形技术专业人才供不应求。这在一定程度上限制了内高压成形技术的推广和应用。
随着汽车行业对轻量化和高性能的要求不断提高，内高压成形技术将与更多的新型材料相结合。例如，铝合金、镁合金等轻质材料具有密度小、强度高的特点，在汽车零部件车架制造中具有广阔的应用前景。内高压成形技术可以更好地发挥这些新型材料的性能优势，通过优化工艺参数，实现新型材料在车架制造中的高效应用。此外，一些复合材料也可能成为未来内高压成形的应用对象。复合材料具有优异的力学性能和轻量化特性，但在成形过程中也面临着一些挑战。内高压成形技术的不断发展，有望为复合材料在汽车零部件车架制造中的应用提供解决方案。
未来，内高压成形技术将朝着智能化和自动化的方向发展。在生产过程中，通过引入先进的传感器和控制系统，可以实时监测和调整内高压成形的工艺参数，如液体压力、管材的变形速度等，确保成形质量的稳定性和一致性。同时，自动化生产线的应用将提高生产效率，减少人工干预，降低生产成本。例如，利用机器人进行管材的上料、下料和模具的更换等操作，实现生产过程的全自动化。此外，智能化的管理系统可以对生产数据进行分析和处理，为生产决策提供依据，优化生产流程和资源配置。
内高压成形技术在汽车零部件车架制造中的应用将不断拓展。除了传统的汽车车架部件，如纵梁、横梁等，内高压成形技术还可能应用于一些新型的汽车零部件，如智能汽车的传感器支架、新能源汽车的电池托架等。随着汽车技术的不断发展，对这些零部件的性能和质量要求也越来越高，内高压成形技术的优势将使其在这些领域得到更广泛的应用。此外，内高压成形技术还可能与其他先进制造技术相结合，如3D打印技术等，创造出更多具有创新性的汽车零部件产品。
政府、企业和科研机构应加强合作，共同推动内高压成形技术的研发。政府可以出台相关的政策和资金支持，鼓励企业和科研机构开展技术创新和研发项目。企业可以与高校、科研机构建立产学研合作关系，充分发挥各方的优势，共同攻克技术难题。例如，企业可以提供实际的生产需求和资金支持，高校和科研机构可以提供专业的知识和技术力量，通过合作项目，加快内高压成形技术的研发和应用进程。
为了降低内高压成形设备和模具的成本，可以采取多种措施。一方面，政府可以通过税收优惠、财政补贴等政策，鼓励设备和模具制造企业加大研发投入，提高设备和模具的国产化率，降低设备和模具的价格。另一方面，企业可以加强与供应商的合作，通过批量采购、联合研发等方式，降低设备和模具的采购成本。此外，还可以探索设备和模具的共享模式，对于一些中小企业来说，可以通过租赁或共享设备和模具的方式，降低应用内高压成形技术的门槛。
加强内高压成形技术相关领域的人才培养是推动该技术发展的关键。高校和职业院校应加强相关专业的建设，开设内高压成形技术相关的课程和专业方向，培养更多的专业人才。同时，企业可以通过开展内部培训、与高校合作开展实践教学等方式，提高现有员工的专业技能和知识水平。此外，还可以引进国外的先进人才和技术，促进国内内高压成形技术领域的人才交流和技术创新。
内高压成形技术在汽车零部件车架制造中具有显著的优势，但也面临着一些挑战。通过不断的技术创新、降低成本和加强人才培养等措施，内高压成形技术有望在汽车行业得到更广泛的应用和发展，为汽车的轻量化、高性能和安全性提供有力的支持。