分论坛IV -轻量化及车身材料

作者:本网编辑 文章来源:AI《汽车技术》 发布时间:2012-02-15
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基于轻量化的优势,铝合金覆盖件在车身上的应用正在经历着一个突破性的发展阶段.

主持人:Leif Ickert (ika)

铝合金在汽车轻量化应用中的最新突破

诸德卫,韩国诺贝丽斯公司汽车销售与市场总监

基于轻量化的优势,铝合金覆盖件在车身上的应用正在经历着一个突破性的发展阶段。原来只有在一些高档豪华车、E级车或D级车的车门上应用,但是现在,铝合金板材在车门、翼子板以及很多结构件上的应用越来越多,并且从高档豪华车开始向中档车型扩展,甚至在C级车的车门上也已经得到应用,并且对轻量化材料提出了很多新的要求。

在分析了汽车轻量化挑战及其应对措施之后,来自韩国的诸德卫先生结合奥迪A6等车型应用铝合金板材所带来的效果,展示了诺贝丽斯全球领先的最新轻量化解决方案,包括他们对这些材料的回收再利用。

诸德卫先生还重点介绍了诺贝丽斯AC170PX、AC6000、AC300T61、AC300以及AC118等多项最新创新成果及其应用。应该说,这些创新各具特色,比如:AC170PX合金的开发主要使材料在耐腐蚀性、翻边性能以及可成型性方面都进行了非常好的改进,还有生产工艺的稳定性;下一代铝合金产品AC6000可以把成本进一步降低,同时强度进一步增强,也可以帮助客户减轻重量;新开发的合金AC300T61专门用于耐碰撞部件;AC118的开发中重点考虑了行人安全,万一发生碰撞事故之后,这种材料的吸能性非常好。

集成化的低成本轻量化解决方案

Joerg Neubrand博士,慕贝尔汽车零部件(太仓)有限公司底盘技术常务董事

基于轻量化结构的需求,慕贝尔与亚琛工业大学金属成形所(IBF)联合开发出了一种能够显著减轻车身质量的新型薄板——变截面柔性轧制板(Tailor Rolled Blanks,TRB),在其连续轧制过程中,主要通过计算机实时控制和调整轧辊的间距来获取沿轧制方向上周期性变化的板材厚度。目前慕贝尔变截面柔性轧制技术还广泛应用于柔性轧制产品(TRP)以及柔性轧制管(TRT)。

Joerg Neubrand博士还重点举了几个实例来具体说明变截面柔性轧制技术在汽车轻量化解决方法中的应用及其减重效果。例如,在某些车型的底盘后支架采用了慕贝尔生产的柔性轧制管(TRT),可以减重23%,每台车减重2.36 kg。不仅如此,用同一套制造工艺就能生产出6种不同的厚度规格的产品,大大降低成本。TRT技术应用于某汽车的扭转梁已经实现在降低应力23%的同时减重14%,而潜在的减重可以达到30%。此外,对汽车B柱应用TRB技术,可以由传统的两块板件集成为单板,同时实现减重14% (潜在减重可达24%),并且提高车身的碰撞性能。

慕贝尔不仅研究使用钢材的柔性轧制工艺,而且其它的一些材料比如不锈钢、铝材等的柔性轧制也在开发中,希望在不久的将来能够带给业界更多的低成本轻量化解决方案。

Joerg Neubrand博士最后表示,这一新技术将在近几年引入北美和亚洲市场实现本地化生产。值得期待的是,2015年前后,变截面柔性轧制技术将会在慕贝尔汽车部件(太仓)有限公司投产应用,为中国客户提供优质的服务。

基于高性能轻量化聚酰胺材料的发动机悬置件研究

James L. Vance,康迪泰克振动控制事业部中国研发中心总监

工程塑料在汽车中的应用越来越多。James L. Vance先生结合康迪泰克的三个最具代表性的项目——通用汽车Delta和Epsilon平台下的很多车型采用的塑料摆动支架、宝时捷Panamera和Cayenne采用的塑料扭矩杆,以及宝马PL 6(550i GT和750)的变速器横梁支架,探讨了聚酰胺工程塑料在保证零部件性能要求的前提下,在减轻重量方面的突出表现。

据了解,通用汽车某款车型采用的摆动支架是业界首款聚酰胺工程塑料的摆动支架,其首款产品的质量是890 g,最新款产品进一步优化,只有762 g,比压铸铝产品的1388 g减少了626 g,而宝马5系和7系上采用的变速器横梁支架更是达到减轻50%重量的结果!

当然,这一切优势得益于康迪泰克通过完善的设计流程和模拟分析使零件达到最优化的设计,制定完善的测试方法并通过一系列的实验室测试和整车测试保障零部件的性能。James L. Vance先生也对以上零部件的设计优化及测试工作进一步做了深入的介绍,表明这些零件的所有技术指标全部达标。

最后,他还提到他们最新的创新产品,比如乘用车悬架顶端连接板、重型汽车中心轴承以及乘用车分动器悬置件等。

高性能材料如何帮助未来汽车优化成本

彭若明,杜邦中国集团有限公司高性能聚合物事业部大中国区汽车市场开发经理

成本控制对于未来汽车发展是一项非常重要的挑战,杜邦高性能聚合物以其独有的性能和加工友好性,以及领先的应用开发能力,使复杂零件的一次成型成为可能,这不但可以减少部件的数量及重量,还可以大大降低成本。

彭若明先生首先以发动机进气管和油底壳为例,展现了一种全新的综合功能集成解决方案,之后通过详细介绍新的加工工艺以及高性能的新材料,向大家展示了杜邦在业界领先的创新材料及其工艺和应用。

杜邦开发出的新一代的Zytel PLUS和Zytel HTN高性能尼龙、Hytrel热塑性聚酯弹性体、新一代电子电器友好型芳香族尼龙和Crastin PBT等电动车用新材料以及RS系列可再生资源材料等,它们可以替代昂贵的特种塑料或金属材料,能够帮助零部件供应商更好地优化成本结构,对于OEM来说,这不仅具有非常好的经济性优势,而且在安全、耐久性、环保方面,都具有很高的应用价值。

当然,杜邦不但开发了这些特殊规格的材料,而且积累了很多新工艺方面的经验。此次介绍的新的加工技术,例如三维异型管吹塑工艺、水辅和气辅注塑成型,以及工程塑料和橡胶的双色成型,都可以帮助客户更好地优化加工方面的成本。

工程塑料——未来汽车中必不可少的轻量化材料

Leif Ickert,德国亚琛工业大学汽车研究院轻量化材料及设计经理

随着工程塑料技术的进步,除了绝佳的轻量化特性,它具备了越来越好的机械性能、抗腐蚀性能、吸能性能和绝缘性能,此外,对于当前各个厂商正在积极开发的电动汽车,它更强调功能性和可持续发展的性能,这些都可以通过工程塑料来达到。总之,基于多方面的优势,Leif Ickert先生强调,工程塑料是未来汽车中必不可少的轻量化材料,其应用肯定会越来越多。

Leif Ickert先生还进一步介绍了工程塑料的轻量化设计,他认为可分为三个层次:第一层是通过使用复合材料或者加固塑料材料来制造一些零件替代钢或铝这样的金属材料;第二层是部件层面的整合,因为工程塑料可以实现形状非常复杂的零件的一次成型,原来可能6个、8个或者12个零件的部件,使用塑料的话,这个部件就可以变成三五个零件,成本大幅降低,部件的复杂程度大大减小,装配更简单,而且减少了很多车身重量;第三层的目标是达到功能和概念的水平,让工程塑料发挥出更多的功能,带来全新的汽车设计概念。

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