技術(shù)前沿

您的位置:主頁 / 客戶案例

捷豹路虎全鋁車身車間一周年,談汽車輕量化

發(fā)布日期:2021-05-30 17:52:15瀏覽次數(shù): 619 金屬3D打印服務(wù)

 捷豹路虎全鋁車身車間一周年,談汽車輕量化

汽車輕量化有甚么 瑕玷 ?有人這么回覆 :瑕玷 是許多 消費(fèi)者認(rèn)為車越重越好。

現(xiàn)實 上,車身的輕重與平安 性并沒有很強(qiáng)的相干 性。乃至 有研究數(shù)據(jù)表白,車身減重有時還有助于提高車輛的平安 性。

作為汽車行業(yè)的主要 成長 標(biāo)的目的,輕量化可以在保障汽車強(qiáng)度和平安 機(jī)能 的條件 下,經(jīng)由過程 下降 汽車的重量,提高汽車的動力性,削減 燃料耗損,下降 排放。

一組數(shù)據(jù)可以很好地申明 輕量化手藝 對 汽車節(jié)能和環(huán)保的意義:汽車整車重量假如 削減 10%,便可 以實現(xiàn)節(jié)油6%-8%,百千米 油耗下降 0.3升-0.6升,二氧化碳排放下降 5克-8克。

當(dāng)下車企紛紜 加碼輕量化,可以說主要驅(qū)動力就是日漸嚴(yán)苛的油耗和排放律例 。我國劃定 ,2021年昔時 產(chǎn)乘用車平均燃料耗損降至5升/百千米 。別的 ,按照計劃 ,汽車家產(chǎn)碳排放總量先于國度 許諾 和家產(chǎn)規(guī)模,于2028年率先到達(dá) 峰值。

當(dāng)前汽車行業(yè)輕量化的路子 主要有這三個方面:一是構(gòu)造 設(shè)計的優(yōu)化,二是采取 輕量化的材料,三是輕量化材料的成型手藝 。明顯 ,材料對 輕量化的終究 實現(xiàn)特別很是要害 。

今朝 常見的輕量化材料主要包孕 鋁合金、鎂合金、高強(qiáng)度鋼等金屬材料和 碳纖維、塑料等非金屬復(fù)合材料等。

由于分歧 材料和工藝的本錢 存在不小差別 ,分歧 價位的車也會選擇分歧 的輕量化解決方案。好比 碳纖維是成原形 對較高的輕量化材料,主要用于高端車型好比 跑車上。

而與碳纖維復(fù)合材料比擬 ,鋁合金不單有本錢 優(yōu)勢,再制造、再哄騙也加倍 容易,相干 手藝 也比力成熟,在汽車材猜中是利用最多的輕質(zhì)材料。

從減重結(jié)果 上來看,鋁合金優(yōu)于鋼鐵,汽車?yán)?1千克 鋁合金相當(dāng)于2.25千克 的鋼鐵。和鋼鐵材料比擬 ,鋁合金還有熱導(dǎo)率高、耐侵蝕 性好、易加工、具有優(yōu)秀的吸能性等長處 。

但事實上,今朝 鋁作為輕量化材料主要還是利用在高端車型上,好比 奧迪A8、捷豹XFL、特斯拉等都推出全鋁車身。除 本錢 問題,還由于 全鋁車身的加工工藝存在很高的手藝 門坎 ,許多 車企望而生畏 。

直到2021年4月7日,我國第一家獨裁 全鋁車身車間在奇瑞捷豹路虎常熟工場 完工 投產(chǎn)。同年8月推出的全新捷豹XFL,同樣成 為第一款在中國當(dāng)?shù)?出產(chǎn)制造的全鋁車身車型。

本年 4月7日,恰逢奇瑞捷豹路虎全鋁車身車間完工 一周年之際,《汽車貿(mào)易 評論》在常熟基地列入 了奇瑞捷豹路虎全鋁手藝 之旅,近距離領(lǐng)會這家公司的全鋁制造手藝 ,和 這項手藝 當(dāng)?shù)?化落地的來之不容易 。

天氣也會成為問題

在2021年9月?lián)?fù) 奇瑞捷豹路虎公司常務(wù)副總裁之前,陳雪峰是常熟出產(chǎn)基地的負(fù)責(zé)人。他告知 《汽車貿(mào)易 評論》,昔時 他率領(lǐng) 團(tuán)隊在籌謀、扶植 全鋁車身獨裁 車間的時刻 ,壓力特別很是年夜 。

奇瑞捷豹路虎常務(wù)副總裁陳雪峰稱,經(jīng)銷商的鋁車身處置懲罰 經(jīng)驗也是奇瑞捷豹路虎在鋁車身范疇 的焦點 競爭力。

由于鋁材是冷毗連的機(jī)械毗連方式,從鉚釘、鉚模、裝備 、原材料、板材到分歧 材質(zhì)的搭接來說 ,要求特別很是高,一路 頭陳雪峰的團(tuán)隊就面臨了三年夜 范疇 的挑戰(zhàn)。

第一,在模具的開辟 進(jìn)程 中,拔模深度、拔模倒角、沖材速度等身分 相當(dāng) 主要 ,而國內(nèi)許多 供給 商對 鋁車身成型的這類 經(jīng)驗積聚 還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不敷 。

第二,原材料國產(chǎn)化今后 ,可能由于情況 問題,材料的特征 和歐洲有一些差別 ,這就需要對鉚接參數(shù)進(jìn)行調(diào)劑 ,他們花了三個月時候 來調(diào)劑 鉚釘和鉚模。

第三,出產(chǎn)進(jìn)程 經(jīng)管和 質(zhì)量經(jīng)管。與焊裝要進(jìn)行裝備 測試查抄分歧 ,鋁車身更多依靠 于目測,這就需要有特別很是多的數(shù)據(jù)來證實這類 檢測方式是沒問題的。

全鋁車身的出爐需要全部 汽車制造供給 鏈的緊密親密配合,奇瑞捷豹路虎與全球多家知名供給 商展開合作,配合 解決鋁制手藝 當(dāng)?shù)?化進(jìn)程 中碰到的困難 。

全球知名鋁壓延產(chǎn)物 制造商諾貝麗斯(Novelis)為奇瑞捷豹路虎全鋁車身車間供給 鋁材。諾貝麗斯常州工場 ,也即中國第一家汽車鋁板出產(chǎn)廠商,于2021年10月21日完工 投產(chǎn)。這個日子剛巧 與奇瑞捷豹路虎常熟工場 開業(yè)的日子重合。

全新捷豹XFL所利用的絕年夜 大都汽車鋁材都來自諾貝麗斯常州工場 ,剩下的部門則來自諾貝麗斯瑞士西耶爾(Sierre)工場 。

起首 要進(jìn)行材料確當(dāng) 地 化。依照 奇瑞捷豹路虎高級工程師王勛奇的說法,全部 車身要到達(dá) 鋼性需乞降 扭曲強(qiáng)度要求才能包管 乘客的平安 ,如許 反推材料,起首 要包管 材料的不亂 性,別的 ,材料經(jīng)由 鉚接和涂裝烘烤以后 整體的機(jī)能 到達(dá) 要求的剛性和扭曲強(qiáng)度。

所有的諾貝麗斯供給奇瑞捷豹路虎的材料,都要經(jīng)由 奇瑞捷豹路虎的材料驗證,那時手藝 團(tuán)隊針對諾貝麗斯的板材在國內(nèi)分歧 的特征 做了國產(chǎn)化的測試,這些驗證都要拿到歐洲做。

由于英國的材料供貨周期和國內(nèi)的供貨周期紛歧 樣,以AC600材料為例,這個吸能材料平日 是六個月的有用 期,過了有用 期材料會逐漸 硬化。諾貝麗斯中國手藝 支撐 工程師曹龍兵說:“我們的材料強(qiáng)度、耐侵蝕 機(jī)能 等有些指標(biāo)乃至 要高于歐洲的指標(biāo)。”

這些還僅僅是局限于此刻可以或許 當(dāng)?shù)?化的一些材料,有一些高機(jī)能 的材料今朝 還達(dá)不到國產(chǎn)化的水平。

全新捷豹XFL利用 的膠黏劑則由全球?qū)I(yè)化工品出產(chǎn)商西卡(SIKA)供給,包孕 構(gòu)造 膠、玻璃膠、減振膠等產(chǎn)物 悉數(shù) 原裝進(jìn)口。

由于中英的天氣 存在差別 ,西卡也碰到了諾貝麗斯一樣 的有用 期問題。英國氣溫波動不年夜 ,而中國冬冷夏熱,玻璃底涂有用 期在英國是三個月,但到了中國,他們做了許多 當(dāng)?shù)?化匹配驗證實行 以后 發(fā)現(xiàn),有用 期縮短到一到兩個月。

這對西卡、奇瑞捷豹路虎和 供給 商物流環(huán)節(jié)都提出一個挑戰(zhàn)。起首 是零庫存,第二,要斟酌 如何 有用 地在盡量 短的時候 內(nèi)把產(chǎn)物 用在車身上,以到達(dá) 特別很是好的機(jī)能 。

前期西卡做了許多 匹配性實行 ,包孕 配合鉚接工藝做粘接實行 、老化實行 ,還做國外材質(zhì)和國內(nèi)材質(zhì)的橫向比力,確保產(chǎn)物 機(jī)能 和國外如出一轍 。

作為奇瑞捷豹路虎的供給 商,西卡在介入 全鋁車身項目的進(jìn)程 中也有了不測 收成 :做了許多 測試,積聚 了分歧 溫度和濕度條件下的數(shù)據(jù),乃至 歐洲的團(tuán)隊也起頭找他們要數(shù)據(jù),要求輸送經(jīng)驗。

不是一般的國產(chǎn)化

鋁材可以做汽車白車身、構(gòu)造 件、籠蓋 件,“從難易水平 來說 ,籠蓋 件比力容易做,好比 發(fā)念頭 發(fā)罩表里 板、四門兩蓋。可是鋁要做汽車白車身和構(gòu)造 件,觸及 金屬毗連辦 藝 、深沖壓手藝 ,手藝 難度比力高”。

諾貝麗斯中國區(qū)董事總司理 兼諾貝麗斯亞洲汽車營業(yè) 副總裁劉清曾如許 告知 《汽車貿(mào)易 評論》。

為實現(xiàn)最好 車身機(jī)能 ,奇瑞捷豹路虎遴選 分歧 系列、分歧 特點的高強(qiáng)度鋁合金材料,如AC170、AC300、AC600、RC5754和5182,利用于智能全鋁車身架構(gòu)。

RC5754在強(qiáng)度、耐侵蝕 性、毗連性及成型性等方面浮現(xiàn)出眾,車身多處都有益 用。AC600鋁合金合用 于車身增強(qiáng) 件,AC300鋁合金用于防撞梁構(gòu)造 ,AC170鋁合金合用 于外板包邊和側(cè)圍的籠蓋 件。

在全鋁車身出產(chǎn)中,除 機(jī)能 優(yōu)勝 的鋁材,還需要有先輩 的毗連辦 藝 。

全新捷豹XFL車身有2754個鉚點,采取 了18種鉚模、30種鉚釘,定制匹配480種板材搭接,采取 了從航空范疇 引入的自沖鉚接辦 藝 (self pierce riveting,簡稱SPR)。

這類 手藝 是經(jīng)由過程 伺服機(jī)電 供給動力將鉚釘直接壓入待鉚接板材,壓力高達(dá)60-80KN,然后鉚接板材在鉚釘?shù)膲毫ο潞豌T釘發(fā)生塑性形變,充盈于鉚模當(dāng)中 。

自沖鉚接為冷毗連辦 藝 ,是今朝 汽車制造行業(yè)車身毗連工藝中最為環(huán)保的毗連方式之一。車身毗連處不會發(fā)生 熱變形,無飛濺發(fā)生 ,僅需氣源,無需輪回 水冷卻,全部 進(jìn)程 無任何污染物發(fā)生 ,比傳統(tǒng)焊接節(jié)能70%。

奇瑞捷豹路虎與英國的亨羅布(Henrob)公司在自沖鉚接辦 藝 長進(jìn) 行合作。成立于1985年的亨羅布是SPR手藝 發(fā)現(xiàn) 人及市場引領(lǐng)者,2021年占全球市場份額60%閣下 。

來自亨羅布的一組數(shù)據(jù)顯示,全球2021年發(fā)賣 的9300萬輛汽車中年夜 約有6%利用SPR手藝 ,這些數(shù)字到2021年將別離到達(dá) 1.02億輛和11%。而與奇瑞捷豹路虎常熟工場 合作,是亨羅布第一次在中國年夜 規(guī)模利用 SPR工藝。

亨羅布中國副總司理 高恩興有很深的體驗,“在當(dāng)?shù)?化的進(jìn)程 中,不但 僅是拷貝國外的材料拿過來直接用,而是要讓材料和手藝 利用當(dāng)?shù)?化,構(gòu)成 一個計謀 型的合作和手藝 當(dāng)?shù)?化進(jìn)級 ”。

由于各個方面 的緣由 ,國內(nèi)與國外雙方 的板材材料紛歧 樣,需要經(jīng)由過程 調(diào)劑 鉚接參數(shù)來實現(xiàn)板材的不亂 性。亨羅布經(jīng)由 數(shù)月的調(diào)劑 ,為所有板材都找到了相對應(yīng)的鉚釘鉚模解決方案。

別的 ,亨羅布團(tuán)隊還面臨如許 的挑戰(zhàn):全部 工藝按次和國外紛歧 樣。在國外捷豹路虎用了300多套系統(tǒng)的出產(chǎn)線,常熟工場 有232個鉚槍,兩種鉚釘一種模具要解決所有籠蓋 區(qū)域的各類 各樣的板材組合,面臨 的復(fù)雜局勢 更多。

與自沖鉚接相配合的還有一項鉚接膠合手藝 ,自沖鉚接與車身構(gòu)造 黏合劑的組合,將車身毗連強(qiáng)度增年夜 至純真 鉚接強(qiáng)度的2至3倍。《汽車貿(mào)易 評論》領(lǐng)會到,鉚接膠合手藝 在奇瑞捷豹路虎全鋁車身毗連工藝中占比達(dá)72%。

奇瑞捷豹路虎常熟工場 全鋁車身車間具有 335臺機(jī)械 人,此中自沖鉚接機(jī)械 人數(shù)目 為232套,實現(xiàn)智能全鋁車身架構(gòu)100%主動 化出產(chǎn)。并且 ,全鋁車間設(shè)有專用鋁余料收受接管 系統(tǒng),可以實現(xiàn)鋁廢物 100%收受接管 。

為全方位及時 監(jiān)測全鋁車身的制造品質(zhì),奇瑞捷豹路虎全鋁車身車間還具有 一套進(jìn)程 質(zhì)量包管 系統(tǒng) ,包孕 自沖鉚接的當(dāng)令進(jìn)程 監(jiān)控、可視化涂膠監(jiān)測系統(tǒng)、激光在線精度丈量 節(jié)制 系統(tǒng)、鉚接點的無損檢測和毀壞性測試等。

在此根蒂根基 上打造出的奇瑞捷豹路虎智能全鋁車身架構(gòu),要比劃一構(gòu)造 的鋼車身減重20%-45%,靜態(tài)剛度增添 20%以上。

全新捷豹XFL的鋁合金含量到達(dá) 了國內(nèi)最高75%的比率,白車身重量297kg,其一體式?jīng)_壓側(cè)圍重量僅7千克 ,并且 連結(jié) 了進(jìn)口版車型近50:50的完善 前后配重,帶來了更短的制動距離、更精準(zhǔn)的操控,下降 了車的能耗和排放。

“我們已 有特別很是高的決定信念來處置懲罰 和經(jīng)管產(chǎn)物 ,這個進(jìn)程 和一般所說的產(chǎn)物 國產(chǎn)化還不太一樣,這是手藝 的國產(chǎn)化。手藝 國產(chǎn)化的難度遠(yuǎn)高于純真 的產(chǎn)物 國產(chǎn)化。”奇瑞捷豹路虎常務(wù)副總裁陳雪峰如斯 示意。

全鋁車間在常熟落地,奇瑞捷豹路虎也是第一次培育種植提拔 本身 的鋁車身專家,人員的常識 積聚 水平,和 全部 供給 系統(tǒng) 的成熟水平 ,都獲得 很年夜 提拔 。

陳雪峰告知 《汽車貿(mào)易 評論》,“到今天我們已 到達(dá) 和超出 了捷豹路虎全球的質(zhì)量尺度 ,今朝 也在周全 不亂 地運(yùn)行傍邊 。”

售后辦事 一樣 主要

國內(nèi),鋁材做汽車白車身、構(gòu)造 件和籠蓋 件,最起頭是歐美一些合伙 企業(yè)把CKD件運(yùn)到中國進(jìn)行組裝。成長 到第二階段當(dāng)?shù)?化出產(chǎn),差不多有六年時候 。

在全部 推動 鋁材手藝 當(dāng)?shù)?化落地的進(jìn)程 中,奇瑞捷豹路虎主要做了三件工作 :節(jié)制 質(zhì)量,延續(xù) 加年夜 國產(chǎn)化的本錢 節(jié)制 ,進(jìn)一步提拔 辦事 水平。

捷豹路虎利用 鋁材手藝 已 有幾十年汗青 ,有一套特別很是成熟的售后辦事 理念和一些應(yīng)對辦法 ,可認(rèn)為 消費(fèi)者供給更便捷同時更勤儉 費(fèi)用的售后維修辦事 。

起首 ,從維修的便捷性來斟酌 。從車身角度,他們對四門兩蓋這些容易遭到 毀壞的區(qū)域進(jìn)行模塊化的售后備件的設(shè)計。一旦需要維修就沒必要 把全部 側(cè)圍全換失落 ,而多是 局部進(jìn)行換裝。同時,他們經(jīng)由過程 售后件的測試來確保在正規(guī)渠道維修的車輛的機(jī)械機(jī)能 和平安 機(jī)能 ,包孕 外不雅 美不雅 性也不會遭到 影響。

別的 ,在消費(fèi)者關(guān)心的維修費(fèi)用上,奇瑞捷豹路虎和保險公司有多種售后備件的金融解決門徑,讓顧客可能會有稍微 高點的費(fèi)用,可是不像想象中的難以接管 。

從2003年起,捷豹路虎就已 向中國年夜 量進(jìn)口全鋁車身車型。是以 ,陳雪峰說,“對 合伙 公司來說,XFL是我們投放的第一款全鋁車身轎車,可是對 奇瑞捷豹路虎的經(jīng)銷商來說,他們已 具有 特別很是多的鋁車身處置懲罰 經(jīng)驗。”

他認(rèn)為,經(jīng)銷商積聚 的這類 鋁車身處置懲罰 經(jīng)驗也是奇瑞捷豹路虎在鋁車身范疇 的焦點 競爭力。由于 競爭敵手 要諳練利用鋁車身的售后維修手藝 ,其實不 是短時候 內(nèi)便可 以實現(xiàn)的。

2021中國汽車工程學(xué)會年會發(fā)布了我國節(jié)能與新能源汽車手藝 線路 圖,此中關(guān)于汽車輕量化手藝 的成長 思緒 是三個階段逐漸 實現(xiàn)輕量化方針:

第一階段為2021年-2021年,實現(xiàn)整車比2021年減重10%。

重點成長 超高強(qiáng)度鋼和先輩 高強(qiáng)度鋼手藝 ,包孕 材料機(jī)能 開辟 ,輕量化設(shè)計方式 ,成型手藝 ,焊接工藝和測試評價方式 等,實現(xiàn)高強(qiáng)度鋼在汽車?yán)帽壤竭_(dá) 50%以上,展開 鋁合金板材沖壓抑 作手藝 研究并在車身實踐,研究分歧 材料的毗連辦 藝 。

第二階段為2021年-2025年,實現(xiàn)整車比2021年減重20%。

以第三代汽車鋼和鋁合金手藝 為主線,實現(xiàn)鋼鋁等多種材料夾雜 車身,全鋁車身的年夜 規(guī)模利用,實現(xiàn)鋁合金籠蓋 件和鋁合金零部件的批量出產(chǎn)和家產(chǎn)化利用,同時加年夜 對鎂合金和碳纖維復(fù)合材料零部件出產(chǎn)制造手藝 的開辟 ,增添 鎂合金和碳纖維零部件的利用比例,單車用鋁量到達(dá) 350kg。

第三階段為2026年-2030年,實現(xiàn)整車比2021年減重35%。

重點成長 鎂合金和碳纖維復(fù)合材料手藝 ,解決鎂合金及復(fù)合材料輪回 再哄騙問題,實現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料夾雜 車身及碳纖維零部件的年夜 規(guī)模利用,沖破 復(fù)雜零件成型手藝 和異種零件毗連辦 藝 。單車用鎂合金到達(dá) 45kg,碳纖維利用 量占車重5%。

依照 計劃 ,全鋁車身年夜 規(guī)模利用的時候 是2021年-2025年。以此為參照,可以說,奇瑞捷豹路虎常熟工場 的全鋁車身車間很年夜 水平 上推動 了中國汽車輕量化的進(jìn)程,其鋁材手藝 在中國落地生根,也為行業(yè)供給了可供鑒戒 的本土化經(jīng)驗。

查看更多 >>

技術(shù)前沿