在化石原材料日益稀缺和燃料價格不斷上漲的背景下，輕量化設計越來越多地進入汽車行業(yè)。未來幾代汽車發(fā)展的關鍵目標之一是降低油耗，同時減少污染物和二氧化碳排放。車輛重量的減少會導致有效載荷與自重的比率更大，此外，還可以更好地滿足加速和駕駛動力學等功能。較低的質量導致較低的加速度、上升和滾動阻力。總的來說，這會降低能源消耗和二氧化碳排放。在汽車中，每行駛100公里可節(jié)省0.3-0.5升燃油，每行駛100公里可減少8.5-14克二氧化碳。

車身重量占汽車總重量的20%，具有很大的減輕重量的潛力。一種常見的方法是用較輕的、低密度的高強度材料（如碳纖維）代替高密度材料（如鋼）。使用復合材料可以實現(xiàn)顯著的重量優(yōu)勢。然而，高昂的材料成本和采用手工制造工藝的必要性限制了復合材料在高價汽車領域的應用。一種很有前途的方法是多材料設計中的結構部件，例如高強度鋼與局部碳纖維加固的混合部件。與純碳纖維構件相比，這種混合構件具有成本優(yōu)勢，并且可以以適應荷載的方式進行加固。然而，鋼和碳纖維增強塑料的不同物理和機械性能要求每個零件單獨生產(chǎn)然后再進行粘合。這將導致長而復雜的工藝鏈和相對較長的工藝時間，這是由傳統(tǒng)結構膠粘劑的固化時間決定的。一種經(jīng)濟、自動化、大批量生產(chǎn)高剛度重量比輕量化結構的替代方法是將高強度鋼合金和碳纖維預浸料結合在特殊的混雜材料-纖維-金屬層壓板（FML）中，可以通過深沖等成形工藝進一步加工。FML由帶碳纖維芯的金屬板頂層組成。碳纖維補片是在金屬板層內的腔室，不與刀具表面直接接觸。與復合材料成形相比，簡化了成形工藝，縮短了工藝鏈，經(jīng)濟性顯著提高。金屬纖維層合板還具有一個特殊的優(yōu)點，即可以通過碳纖維層的數(shù)量和層內各個補片的纖維方向來調整所生產(chǎn)部件的機械性能。由于金屬和碳纖維材料性能的差異，用FML直接替代鈑金件是不可能的。因此，必須研究適當?shù)牟牧虾凸に囋O計。目前LUF正在進行的研究工作的重點是開發(fā)一種適當?shù)墓に嚭筒牧显O計，用于制造機械性能增強、形狀和尺寸精度高的FML結構零件。與復合材料相比，金屬具有近似各向同性的力學性能，并通過彈塑性流動變形。金屬的塑性成形行為通常取決于應力速率、加載速度和溫度。碳纖維等復合材料由纖維和基體材料組成，具有高度的各向異性和發(fā)散性。就纖維本身而言，纖維方向上的力學性能與橫向纖維方向上的力學性能相差很大。熱固性基體材料必須用粘性樹脂固化，直到達到最終強度。固化過程取決于時間、溫度和主要壓力。汽車車身零件通常具有復雜的幾何結構，其拉深深度不穩(wěn)定，是通過拉深等成形工藝制造的。在成形過程中，在主成形區(qū)即法蘭處產(chǎn)生壓力-張力和張力-張力的復合應力。在拉深過程中產(chǎn)生的切向壓力應力導致法蘭起皺。為了防止起皺，工具元件（如壓邊圈）在法蘭表面產(chǎn)生法向應力。當壓邊力FBH超過一定值時，發(fā)生的拉力導致材料變薄，從而導致底部撕裂和裂紋。使用不適用的剛性工具對FML板進行深沖會導致幾個典型的缺陷：只要基體材料未固化，正常力施加的壓力應力（例如）會導致FML板內出現(xiàn)靜水條件，迫使樹脂流入相鄰區(qū)域。因此，F(xiàn)ML的形狀和尺寸精度部分受到負面影響。特別是在工件半徑區(qū)域，由于接觸壓力高，壁厚分布不均勻。對于碳纖維片材的成形行為，主要的變形機制是層間滑移、懸垂（逐層位移）、預浸料內部的橫向流動和樹脂滲透。因此，在法蘭和框架區(qū)域可以觀察到粗紗分層、彎曲和撕裂。