随着轻量化和多功能集成成为现代工业制造的核心趋势，多材料叠层结构和复杂多轴联动成形工艺在汽车、航空、家电等领域中得到了广泛应用。为应对这类高复杂度的钣金成形挑战，AutoForm提供了一整套涵盖材料建模、工艺仿真与成形优化的高阶功能模块，支持工程师对“多材料叠层成形”与“多轴联动冲压”进行高度还原和精确模拟。本文将深入探讨“AutoForm多材料叠层成形”与“AutoForm多轴联动冲压模拟”两项关键功能，解析其在实际工程中的操作方法、应用场景及注意事项。

　　一、AutoForm多材料叠层成形

　　多材料叠层成形（Multi-MaterialLaminateForming）是一种通过将不同力学性能或厚度的金属板材叠加成型，从而获得综合性能最优零件的制造方式。常见如铝-钢叠层、镁合金-钢叠层、不同强度等级钢板的复合结构等。这种结构可以在保证强度的前提下减少重量，提升抗冲击性、焊接性或防腐性能。

　　1.建模方式与材料定义

　　AutoForm支持对多层板材的逐层定义与同步成形：

　　在模型准备阶段，用户可导入单个多层零件几何，或分层导入多个板料体；

　　系统允许为每层板材单独指定材料属性（如应力-应变曲线、r值、n值）；

　　可定义每层板料的厚度、摩擦系数、网格密度，实现局部加密；

　　支持对每层的连接方式建模（如点焊、粘接、机械铆接）；

　　这些设置为后续仿真准确还原各层材料间的相互作用提供了数据基础。

　　2.成形过程耦合计算机制

　　在叠层成形过程中，各材料因性能不同会产生应力差异和流动不一致，AutoForm引入了分层耦合求解机制，具体包括：

　　层间材料同步/异步拉延；

　　接触面应力分布与摩擦建模；

　　粘接/焊点断裂判断逻辑；

　　层间滑移/错位行为仿真。

　　该机制可有效识别成形过程中易发生的层间破裂、错位、内应力集中等问题。

　　3.多材料风险判定指标

　　AutoForm可输出每层板料的独立应变、FLD图、厚度变化等指标，另新增：

　　层间剥离趋势预测图；

　　焊接点相对位移检测报告；

　　不同材料边界应力梯度图。

　　这些结果帮助工程师在设计阶段就提前评估工艺稳定性及模具需求，避免试模阶段重大返工。

　　4.典型应用场景

　　铝-钢热成形B柱内外板复合结构；

　　电池壳体多层防护片；

　　复合门槛梁结构件；

　　轻量化副车架左右纵梁结构。

　　多材料结构在新能源车和航空航天结构中尤为普遍，而AutoForm对其支持程度已经可以满足99%的工程需求。

　　二、AutoForm多轴联动冲压模拟

　　在复杂曲面成形、高反向深拉或多工序组合工艺中，传统的单向下压式冲压已无法满足制造需求。多轴联动冲压（Multi-AxisForming）通过对冲头、压边圈、上模、下模的轨迹与速度进行多轴协同控制，可显著提升材料流动稳定性，减少裂纹与回弹问题。

　　1.多轴定义与控制设定

　　AutoForm支持在仿真中定义多达6个独立驱动轴，每个轴可分别设置：

　　移动方向/矢量；

　　行程曲线（线性、缓冲、定速、暂停等）；

　　与其他轴的触发联动条件（如“X轴到达80mm后，Y轴开始运行”）；

　　施力方式：位移控制或力控制；

　　这些设置可以在仿真前通过模块化界面完成，无需手动脚本，且支持可视化路径校验。

　　2.动态成形过程还原

　　AutoForm通过引擎算法，在仿真过程中实时调度每一轴的动作状态，形成真实的联动冲压动态过程：

　　模具系统中的多片滑块同步下压；

　　复合模具在不同行程阶段激活不同成形特征；

　　圆角区采用缓进方式实现定向拉延；

　　可模拟冷/热复合成形阶段压力动态变化。

　　这类高精度还原可用于实际控制曲线开发、自动化设备联调仿真等场景。

　　3.多轴冲压优势评估指标

　　AutoForm内置以下评估维度：

　　应变分布：相比单轴可更均匀降低极限应变；

　　板料流动线控制：显著降低材料褶皱趋势；

　　成形力曲线分析：便于判定联动是否过载；

　　回弹趋势优化对比：联动可缓解集中回弹区域。

　　在模具设计迭代阶段，工程师可利用仿真结果进行运动轨迹微调，实现目标优化。

　　4.多轴仿真的典型工程应用

　　双滑块同步拉延模具仿真（如大型外板件）；

　　热成形模具三段驱动轨迹设置；

　　冷冲压翻边工艺中辅助压料滑块控制；

　　电池壳体折弯压缩多方向加载模拟。

　　这些工艺普遍用于新能源车、白车身结构优化与高强钢精密成形场景中。

　　三、AutoForm叠层+联动模拟实战建议与策略

　　为了在项目中高效落地AutoForm的高阶成形仿真能力，以下建议具有实际指导意义：

　　1.材料数据库准备要严谨

　　多材料仿真对材料建模要求极高，建议使用AutoForm官方合作材料库或企业实测数据，包括高温应力-应变曲线、异向性能、层间剪切模量等。

　　2.联动仿真需与设备实际参数对齐

　　建议提前与设备制造商沟通设备行程、速度、联动逻辑等数据，避免仿真与实际脱节导致评估失真。

　　3.自定义多层模具结构参数

　　合理设置每层模具刚度、摩擦、贴合度，可模拟多轴协同加载下模具结构实际响应。

　　4.联动过程动画输出用于客户/管理展示

　　AutoForm支持导出高质量冲压联动动画，用于项目汇报、设备选型、试模复盘等环节提升表达效果。

　　5.批量对比方案实现参数最优组合

　　通过仿真模板+参数变量批处理功能，自动测试多个材料组合与联动路径配置，快速找出应变最优或成本最优解。

　　总结

　　AutoForm多材料叠层成形功能为当下结构轻量化、功能集成提供了可靠的工艺仿真平台，其分层应力分析、接触力模拟与裂纹预测能力，极大地增强了零件设计初期的制造可行性判断。而AutoForm多轴联动冲压模拟则为复杂成形提供了路径控制与动态调度能力，使得非线性工艺不再依赖反复试模，真正实现“仿真驱动制造”。两者结合，标志着钣金成形数字化设计与仿真进入更高精度、更复杂工艺的新时代。