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【技术】减重工作的努力

随着全球范围内保护地球环境的重要性不断提高,汽车制造商都在努力降低汽车的重量,以减少二氧化碳的排放(提高燃油经济性)。 近年来,全球各地的燃油效率法规不断收紧,减重的趋势已经刻不容缓。 尤其是混合动力车、电动车、燃料电池车等所谓的 "环保车",往往配备了很重的电池,要求车身更轻。 另一方面,牺牲碰撞安全,即牺牲车辆的刚性,也是不能接受的。 在这样的环境下,我们将引导大家了解减肥的主要趋势。

树脂使汽车外饰的重量减轻了35%

Kaneka公司开发的JP-F系列聚合物合金是聚碳酸酯(PC)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)聚合物合金(PC/PET合金),适用于汽车外饰。

新的PC/PET合金中含有21质量%的无机填料,通过添加更多的复配剂,提高了性能。它具有较高的刚度,弯曲模量在传统的6000兆帕的基础上提高了6300兆帕,达到了可用于汽车外饰的强度和刚度。此外,线膨胀系数比传统钢的线膨胀系数低,与铁的线膨胀系数接近。它的外观设计非常好,因为它不易因温度变化而翘曲或收缩。此外,其在熔化过程中的高流动性使其能用于大型或薄壁成型产品。

推拉门护栏盖形状复杂,侧面后部弯曲,上缘弯曲,采用冲压成型的钢板难以成型,但其厚度为3.0毫米,比传统的钢板厚0.8毫米的钢板要厚,既保持了强度和刚度,又减轻了35%左右的重量。

通过加入不同材料,实现了50%的减重

中空断面框架部件由聚苯硫醚(PPS)制成,从两面夹在压制的铝合金板之间,重量减轻了50%。异形材料接合技术用于PPS和铝合金的接合。目前的产品是通过焊接实际的钢制件,而是将经过转换工艺的铝合金板压制成型后放入模具中,再将PPS注入模具中。如果为了减轻重量而尝试制作中空的形状,通过焊接很难保持加工精度,可以减少50%的质量,但零件数量变多,价格也会增加。

我们给大家看了一些其他公司公开的减重案例,其实还有很多其他的方法。

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虽然过去汽车车身和零部件的主要材料是钢材,但最近出现了 "多材料化 "的趋势,即每个零部件都使用最合适的材料。

根据美国研究公司CAR(密歇根州)的估计,2010年铁在全球汽车车身中的占比超过90%,到2040年将降至70%。

有色金属如铝、碳纤维和树脂材料等有色金属的替代品正在出现。材料厂商相继进入汽车领域,将减重视为商机,但目前钢铁在成本上有优势。 解决成本、轻量化和强度的矛盾问题并不是一件容易的事。

 

2019年,新日铁宣布开发出下一代汽车,仅用钢材就能减轻30%的重量。与高强材料相比,"超高抗拉材料 "的强度和重量更轻的 "超高抗拉材料 "的结合,诉求的是铁的成本竞争力的优越性。此外,JFE钢铁公司还将汽车钢板及相关技术统一在一个品牌下,以增加联合开发和高强度材料的订单。

 

过去,欧洲汽车制造商一直在努力增加使用铁以外的材料来减轻重量。日本汽车制造商一直不愿意更换钢材,但随着全球范围内的电动车转向电动车,其采用率有增加的趋势。

化工厂商和其他厂商正在销售碳纤维增强塑料(CFRP)。东丽已经收购了日本和意大利的CFRP加工厂商。

东京兵兼在引进CFRP方面有着丰富的经验,更多信息请联系我们。