轻量化：减法中有加法

节能减排 优化设计 营造卖点

轻量化：减法中有加法

众所周知，轻量化是实现节能减排的有效措施之一。通过日前举办的北京车展和上海国际橡塑展，以及近期举办了几场以轻量化为主题的专业研讨会可以看出，选择合适的轻量化材料或设计，完全能够在车辆的安全及舒适等性能不打折的前提下，实现节能减排、优化设计及营造出新的卖点，甚至还不会因此增加配套部件的系统成本。

动力源自节能减排

专家表示，汽车重量每减轻10%，可以提高燃油效率6～8%。如果基于10年行驶19万公里计算，车辆重量减轻10公斤，其二氧化碳排放则能减少190公斤。

减轻车辆重量，“短、平、快”的方法是用塑料替代金属。在刚刚于上海闭幕的橡塑展上，众多企业扎堆展示了相关的解决方案。例如，赢创特种化学展出了应用于荣威E50 电动车的一系列产品。其中，其PLEXIGLAS 宝克力材料帮助该车侧窗实现减重40%-50%。博禄表示，与金属材质相比，采用其Fibremod GD301FEC材料制作的汽车全塑料前端模块减重高达40%。同时，即便与尼龙材料PA6-GF相比，GD301FEC也具有18%的减重功效。

除了蓬勃兴起的“以塑代钢”之外，其他主要的轻量化技术还包括：采用更薄的高强度钢板替代传统的钢板、用铝合金替代传统的铸铁件，以及使用比铝合金还轻30%的镁等等。近日在上海举办的“首届华菱安赛乐米塔尔汽车板技术论坛”上，某自主品牌车企的专家在演讲中表示，他们一款车型通过采用Usibor1500、DP 1180HY高强钢升级和替换8个热冲压零件、4个辊压零件后，整车重量便减轻了15千克，轻量化效果非常明显。

不过，采用轻量化技术也会给汽车及零部件厂商带来新的压力和挑战。据陶氏汽车系统业务部亚太区商务总监朱成怡女士介绍，汽车应用轻量化技术后，传统的焊接、铆接等连接方式将无法满足钢板与铝合金、钢板与塑料等不同材质基板之间可靠连接的需要，此时，陶氏BETAMATE和BETAFORCE结构粘结系统（材料）便能大显身手。

优化设计营造卖点

事实上，采用轻量化的材料或设计不仅能节能减排，而且还有助于改善汽车内外饰的设计及营造出新的销售卖点。本届橡塑展上，巴斯夫首次展示了其与韩国汽车设计和工程公司AP Solutions联合设计研究的座椅。据悉，该座椅中的发泡材料、骨架，以及调角器几乎每个部分都采用了巴斯夫的材料，令座椅重量减轻了20%。同时，还能实现独特的造型，为打造更薄、更轻、更舒适的汽车座椅提供最大限度的设计自由空间。展台上，巴斯夫还介绍了其可用于诸如皮革、纺织品和合成材料等多种不同基材的转印涂层技术valure，可在产品成型的过程中同步完成各类风格独特的新型纹理，以简化的工艺大大丰富了车辆内饰的色彩设计。

同期，汽车行业中领先的苯乙烯塑料供应商苯领公司也在橡塑展上发布了一系列创新应用。苯领公司表示，其用于汽车内外饰的苯乙烯类材料，无论是免喷漆还是电镀、低光泽还是高光泽、染色材料乃至热烫印要求，皆可满足。该公司相关技术人员举例说，捷豹路虎选用了苯领的特制材料Luran HH120 SPF50来生产揽胜极光车型的A、B、C、D外立柱，得益于该材料的高流动及低密度性，减轻了重量、降低了生产的报废率，并同步实现了免喷涂的高光的钢琴黑效果，帮助揽胜极光塑造出豪华跨界SUV的时尚外观。

为了在激烈的市场竞争中吸引消费者眼球，整车企业在内外饰设计上可谓煞费苦心，除了堆砌更多更新的电子装备外，采用象征高科技的新材料也令众多豪华车企业乐此不疲。相比常规的塑料等复合材料，重量更轻、强度更高的碳纤维被誉为汽车轻量化的“终极武器”。一直以来，由于碳纤维固化时间长导致的加工效率低，以及由此推高的成本，阻碍了其在追求高生产效率的量产汽车中的应用。朱成怡说，陶氏推出的新型超快速固化复合材料环氧系统VORAFORCE的最大优点就是快速固化，能将碳纤维部件的生产总周期缩短至5分钟，已经达标量产汽车配套需要。同时，陶氏的合资企业DowAksa还主要生产AKSACA碳纤维及其附属产品，用于制造各种汽车碳纤维部件。朱成怡透露，陶氏汽车在亚太区逐步建立起碳纤维的支持团队，并与很多对这一类材料有意向的合作伙伴建立合作关系，希望共同推进碳纤维在国产汽车上的早日应用。

汽车性能不打折扣

在记者的印象中，几乎所有涉及轻量化业务的企业高管都强调，轻量化不是“偷工减料”，绝不能伤害车辆原有的安全性、舒适性。以大客车为例，其骨架采用钢管焊接而成，轻量化绝不是缩小钢管的“瓜菜代”。如果在其空腔中注入陶氏BETAFOAM结构泡沫，则可以改善车辆的碰撞安全性能和结构强度。而且，加注BETAFOAM结构泡沫无需模具，小包装产品甚至也无需任何大型专业设备，推广使用成本很低。此外，得益于结构泡沫增强作用，大客车的骨架钢管的直径就可以从原先的3mm缩小至2mm，进而可有效减轻汽车的重量，而不会降低车辆的结构强度。

本届北京车展，意大利布雷博公司（Brembo）着重介绍了其基于轻量化设计的制动盘。通常，制动盘为一体式铸铁件，布雷博的轻型制动盘则由两个部分构成：与刹车片接触的制动盘盘体部分仍采用铸铁材料来制作，而制动盘的基座部分则采用更薄更轻的钢材，进而能实现10%-15%的减重。印象中，与安全直接相关的制动盘根本不能“吸脂”，因为制动盘要承受巨大的制动扭矩，并且制动过程中还会经受数百度高温的考验，要实现基座与制动盘盘体之间的坚固连接绝非易事。据布雷博相关专家介绍，为了破解该工程难题，他们采用了著名瑞士手表机构中的精密链轮齿技术，研发的新型制动盘通过了非常严格的扭矩台架机械阻力测试，首发应用于新款奔驰C级车。

降低系统成本可期

那么，采用轻量化的新材料及新技术是否会增加成本的负担呢？博禄公司的一位汽车产品经理认为，对于橡塑产品，简单对比原材料成本的意义不大，因为汽车厂商考核的是最终制成品（用于装车的部件）的采购价格，即系统成本。简言之，系统成本包括原材料的采购价格，还有模具、油漆、焊接（连接）、二次加工，以及生产过程中的能耗等等一系列的开销。例如，采用Daplen EH104AEC制作保险杆护板可降低系统成本达30%。其主要原因包括：该新材料能直接注塑成金属色泽，可省去喷涂工序及油漆的成本；由于该材料流动性好，对于这样大尺寸的护板也只需要1个注塑浇口即可，不仅简化了模具，而且对注塑机的压力需求也没有那么高，整个注塑过程中的能耗可因此大大降低。

对于轻量化后成本略有增加的产品，市场推广的难度是否会更大呢？对此，布雷博中国区商务总监Fabio Casablanca说，“由于这项技术比较复杂，它是由两个部分合成的，相对来说成本可能偏高一点，但是我们的目标是尽量使这样一个新产品可以和传统制动盘的成本靠近。这个产品的最大优势是可以减轻制动盘的重量。通常，采用该技术的制动盘可以减轻重量1公斤-2公斤，整车重量可以减轻4公斤到8公斤。事实上，汽车厂商愿意为整车质量的降低买单，整车质量每降低1公斤，厂家愿意支付40元的费用。因此，我们对有助于节能减排的轻型制动盘的市场推广充满信心。”

迈过成本这道坎之后，轻量化之路是否就会轻松起来呢？博禄公司汽车产品经理坦言，由于采用全新的材料，需要相关厂商淘汰现有设备、增添新设备，因此，市场仍存在一些非技术阻力，需要有一个逐步消化的过程。

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