一般来讲，减轻汽车零部件重量的方法可分为三大类型：第一是材料本身的轻量化，例如使用低密度材料，如用铝代替钢铁。第二是结构优化。通过加强结构、三明治结构等设计增加部件的强度和刚性；最后是功能性优化，即通过功能集成来减轻重量并减少零部件的数量。每一种类型的轻量化技术都有很广阔的应用前景。需要注意的是，以上三种方法并不是互相割裂的。当把这三种类型的轻量化减重措施有机地结合到一起时，我们就可以得到最大化的轻量化效果了。

纤维复合材料是一种备受关注的轻量化材料。从技术角度看，根据纤维的含量、长度和方向不同，不同的纤维复合材料有着不同的技术特性，如图所示。其中，单向的连续纤维有着最高的承载性能，甚至超过了金属材料。如果我们把重点放在结构优化中，那么三明治式的夹层结构设计以极高的减重潜力而胜出。究其原因，这是因为承受弯曲变形的零部件的最外层材料承受的应力最大。越靠近中心层，对提高零件的抗弯性能的作用越小。因此这种三明治结构便是轻量化的基础。可以想象，上下两个表面是最强也最硬的“覆盖层”材料，中间芯部是轻质的泡沫材料。这样，三明治式的复合材料就增加了材料的厚度，而材料的质量却没有显著增加。

理论上，在屈服强度相同的情况下，三明治式的复合材料可以将零件的重量减轻90%。在现实世界的工程应用中，实际能够做到的最高轻量化减重为30%～60%。三明治结构是重量最轻的复合材料了，因为它的材料利用率最高。高强度和高刚性的材料制作表面层，轻质的硬质泡沫制作内芯层。而泡沫内芯的密度只有0.1 g/cm3，几乎可以忽略不计，且不影响三明治复合材料的强度和刚度。

综合应用

如果将各种轻量化技术结合起来就能实现最大的减重潜力。纤维增强的塑料覆盖层与三明治夹层技术相结合得到的就是所谓的“复合三明治”。它在轻量化结构中的优势是有目共睹的。

在某些情况下，如果综合考虑并应用轻量化材料与轻量化的结构，再加上优化设计，集成各种功能，以减少零件数量，这样三管齐下，无疑产品将有最佳的轻量化效果。例如汽车的地板或隔热、隔声并且能够辅助起到绝缘隔离作用的汽车内饰装饰材料等。除了汽车领域，这种材料还在风力发电机叶片、船舶制造和其他行业领域中得到了大量使用，并带来了立竿见影的减重效果。

由于三明治式复合材料有着极大的轻量化减重优势，因此汽车企业已经开发出了一系列适合三明治式复合材料使用的加工工艺。例如：汽车地板板材的加工、后窗台板的热塑性加工以及预浸渍纤维加工技术等。

轻量化的要求给汽车工业带来了巨大的技术提升需求，迫使生产商降低金属材料的使用量，转而促进了轻量化三明治式复合材料的应用。除了许多小型项目之外，美国通用汽车公司多年来一直进行着一项应用三明治式复合材料的轻量化的项目。该项目的年产量已经达到7万件，主要用于雪佛兰Corvette轿车中。另外，通用汽车也刚刚在欧洲汽车市场中应用了年产大约10万件的后窗台板。

虽然应用前景一片大好，但也不能说这种新材料就没有使用限制，尤其是对汽车工业而言。我们知道，在生产汽车的过程中，制造工艺要求使用的材料应具备很好的耐高温以及承受高压加工的能力。显然到目前为止，这种需求是三明治式复合材料不能满足的。不过，相信今后，会有企业和科研机构在三明治式复合材料领域能取得更多的成果，为这种轻量化新材料找到更多应用场景。