波音787、空客A380、國(guó)產(chǎn)C919……民航飛機(jī)對(duì)使用輕量化材料，尤其是復(fù)合材料取得了顯著的成績(jī)。而同樣對(duì)輕量化有需求的汽車(chē)業(yè)，為什么相比之下未有大突破?總部位于密歇根州安阿伯市(Ann Arbor)的美國(guó)汽車(chē)研究中心開(kāi)展了一項(xiàng)新研究，探究汽車(chē)為什么還是這么重。
汽車(chē)應(yīng)用輕量化材料為何未有大突破？
該研究中心對(duì)44款2015年生產(chǎn)的車(chē)型材料進(jìn)行了調(diào)查，并向汽車(chē)制造商提出了一個(gè)問(wèn)題：如果必須在短期內(nèi)對(duì)汽車(chē)的主要部件進(jìn)行減重，他們將如何應(yīng)對(duì)?
研究團(tuán)隊(duì)調(diào)查到，復(fù)合材料是汽車(chē)減重不可避免的解決方案。研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人杰·巴倫(Jay Baron)表示“如果你想對(duì)汽車(chē)減重，就必須大規(guī)模地改用符合材料，包括汽車(chē)立柱、橫梁、縱梁等等”。汽車(chē)制造商們也坦誠(chéng)，如果想為一輛車(chē)減重15%，很難不依靠復(fù)合材料。
不過(guò)，目前汽車(chē)制造商使用的比較常見(jiàn)的減重方式是耐高溫塑料以及縮小發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸。
如果需要為汽車(chē)減去5%的重量，汽車(chē)制造商通常選擇的是鋼鋁一體化結(jié)構(gòu)，例如福特推出全鋁車(chē)身的F-150。進(jìn)而，汽車(chē)制造商會(huì)在其余部件中使用改性塑料來(lái)進(jìn)一步減重。但是鋁在耐久性上存在缺陷。
除了鋼鋁一體化結(jié)構(gòu)，鎂也可與現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)施結(jié)合使用。但是有兩個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致汽車(chē)制造商不太愿意這么做。一個(gè)是67%產(chǎn)量集中在中國(guó)，潛在的原材料供應(yīng)問(wèn)題使得其他國(guó)家制造商大規(guī)模應(yīng)用不太可行。另一個(gè)是大幅增加成本。
幾乎所有的供應(yīng)商都認(rèn)為碳纖維及其復(fù)合材料在減重方面價(jià)值是其他材料不可比擬的。但是，幾乎所有的汽車(chē)制造商都同意碳纖維是最難被運(yùn)營(yíng)在大規(guī)模生產(chǎn)中。
?為什么會(huì)存在這種矛盾?因?yàn)橐蕴祭w維復(fù)合材料作為汽車(chē)制造的主要材質(zhì)，意味著現(xiàn)有的生產(chǎn)方式需要推倒重來(lái)。例如福特的全鋁車(chē)身F-150，即使是鋁替代鋼，福特也需要大筆資金來(lái)改造工廠。再加上目前模塊化生產(chǎn)已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)越來(lái)越普遍。一旦出現(xiàn)重大的調(diào)整，成本將高到難以想象。
因此，汽車(chē)減重最大的障礙就是改變的代價(jià)太大。巴倫介紹“汽車(chē)制造商對(duì)我說(shuō)：‘我們好不容易制定了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程，現(xiàn)在你想要我們用復(fù)合材料造車(chē)門(mén)?這不符合標(biāo)準(zhǔn)，所以是在打亂流程。’”
基于此，未來(lái)十年的可能趨勢(shì)是，汽車(chē)制造商將在車(chē)門(mén)、引擎蓋、前柱和包圍等關(guān)鍵區(qū)域引入更輕的材料，但其核心仍將以鋼為主。
汽車(chē)應(yīng)用輕量化材料為何未有大突破？
該研究中心對(duì)44款2015年生產(chǎn)的車(chē)型材料進(jìn)行了調(diào)查，并向汽車(chē)制造商提出了一個(gè)問(wèn)題：如果必須在短期內(nèi)對(duì)汽車(chē)的主要部件進(jìn)行減重，他們將如何應(yīng)對(duì)?
研究團(tuán)隊(duì)調(diào)查到，復(fù)合材料是汽車(chē)減重不可避免的解決方案。研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人杰·巴倫(Jay Baron)表示“如果你想對(duì)汽車(chē)減重，就必須大規(guī)模地改用符合材料，包括汽車(chē)立柱、橫梁、縱梁等等”。汽車(chē)制造商們也坦誠(chéng)，如果想為一輛車(chē)減重15%，很難不依靠復(fù)合材料。
不過(guò)，目前汽車(chē)制造商使用的比較常見(jiàn)的減重方式是耐高溫塑料以及縮小發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸。
如果需要為汽車(chē)減去5%的重量，汽車(chē)制造商通常選擇的是鋼鋁一體化結(jié)構(gòu)，例如福特推出全鋁車(chē)身的F-150。進(jìn)而，汽車(chē)制造商會(huì)在其余部件中使用改性塑料來(lái)進(jìn)一步減重。但是鋁在耐久性上存在缺陷。
除了鋼鋁一體化結(jié)構(gòu)，鎂也可與現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)設(shè)施結(jié)合使用。但是有兩個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致汽車(chē)制造商不太愿意這么做。一個(gè)是67%產(chǎn)量集中在中國(guó)，潛在的原材料供應(yīng)問(wèn)題使得其他國(guó)家制造商大規(guī)模應(yīng)用不太可行。另一個(gè)是大幅增加成本。
幾乎所有的供應(yīng)商都認(rèn)為碳纖維及其復(fù)合材料在減重方面價(jià)值是其他材料不可比擬的。但是，幾乎所有的汽車(chē)制造商都同意碳纖維是最難被運(yùn)營(yíng)在大規(guī)模生產(chǎn)中。
?為什么會(huì)存在這種矛盾?因?yàn)橐蕴祭w維復(fù)合材料作為汽車(chē)制造的主要材質(zhì)，意味著現(xiàn)有的生產(chǎn)方式需要推倒重來(lái)。例如福特的全鋁車(chē)身F-150，即使是鋁替代鋼，福特也需要大筆資金來(lái)改造工廠。再加上目前模塊化生產(chǎn)已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)越來(lái)越普遍。一旦出現(xiàn)重大的調(diào)整，成本將高到難以想象。
因此，汽車(chē)減重最大的障礙就是改變的代價(jià)太大。巴倫介紹“汽車(chē)制造商對(duì)我說(shuō)：‘我們好不容易制定了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)流程，現(xiàn)在你想要我們用復(fù)合材料造車(chē)門(mén)?這不符合標(biāo)準(zhǔn)，所以是在打亂流程。’”
基于此，未來(lái)十年的可能趨勢(shì)是，汽車(chē)制造商將在車(chē)門(mén)、引擎蓋、前柱和包圍等關(guān)鍵區(qū)域引入更輕的材料，但其核心仍將以鋼為主。
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