波音787、空客A380、國產(chǎn)C919……民航飛機對使用輕量化材料，尤其是復(fù)合材料取得了顯著的成績。而同樣對輕量化有需求的汽車業(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)的美國汽車研究中心開展了一項新研究，探究汽車為什么還是這么重。
汽車應(yīng)用輕量化材料為何未有大突破？
該研究中心對44款2015年生產(chǎn)的車型材料進行了調(diào)查，并向汽車制造商提出了一個問題：如果必須在短期內(nèi)對汽車的主要部件進行減重，他們將如何應(yīng)對?
研究團隊調(diào)查到，復(fù)合材料是汽車減重不可避免的解決方案。研究團隊負責(zé)人杰·巴倫(Jay Baron)表示“如果你想對汽車減重，就必須大規(guī)模地改用符合材料，包括汽車立柱、橫梁、縱梁等等”。汽車制造商們也坦誠，如果想為一輛車減重15%，很難不依靠復(fù)合材料。
不過，目前汽車制造商使用的比較常見的減重方式是耐高溫塑料以及縮小發(fā)動機尺寸。
如果需要為汽車減去5%的重量，汽車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身的F-150。進而，汽車制造商會在其余部件中使用改性塑料來進一步減重。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。但是有兩個問題導(dǎo)致汽車制造商不太愿意這么做。一個是67%產(chǎn)量集中在中國，潛在的原材料供應(yīng)問題使得其他國家制造商大規(guī)模應(yīng)用不太可行。另一個是大幅增加成本。
幾乎所有的供應(yīng)商都認為碳纖維及其復(fù)合材料在減重方面價值是其他材料不可比擬的。但是，幾乎所有的汽車制造商都同意碳纖維是最難被運營在大規(guī)模生產(chǎn)中。
?為什么會存在這種矛盾?因為以碳纖維復(fù)合材料作為汽車制造的主要材質(zhì)，意味著現(xiàn)有的生產(chǎn)方式需要推倒重來。例如福特的全鋁車身F-150，即使是鋁替代鋼，福特也需要大筆資金來改造工廠。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，汽車減重最大的障礙就是改變的代價太大。巴倫介紹“汽車制造商對我說：‘我們好不容易制定了標準化生產(chǎn)流程，現(xiàn)在你想要我們用復(fù)合材料造車門?這不符合標準，所以是在打亂流程。’”
基于此，未來十年的可能趨勢是，汽車制造商將在車門、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。
汽車應(yīng)用輕量化材料為何未有大突破？
該研究中心對44款2015年生產(chǎn)的車型材料進行了調(diào)查，并向汽車制造商提出了一個問題：如果必須在短期內(nèi)對汽車的主要部件進行減重，他們將如何應(yīng)對?
研究團隊調(diào)查到，復(fù)合材料是汽車減重不可避免的解決方案。研究團隊負責(zé)人杰·巴倫(Jay Baron)表示“如果你想對汽車減重，就必須大規(guī)模地改用符合材料，包括汽車立柱、橫梁、縱梁等等”。汽車制造商們也坦誠，如果想為一輛車減重15%，很難不依靠復(fù)合材料。
不過，目前汽車制造商使用的比較常見的減重方式是耐高溫塑料以及縮小發(fā)動機尺寸。
如果需要為汽車減去5%的重量，汽車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身的F-150。進而，汽車制造商會在其余部件中使用改性塑料來進一步減重。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。但是有兩個問題導(dǎo)致汽車制造商不太愿意這么做。一個是67%產(chǎn)量集中在中國，潛在的原材料供應(yīng)問題使得其他國家制造商大規(guī)模應(yīng)用不太可行。另一個是大幅增加成本。
幾乎所有的供應(yīng)商都認為碳纖維及其復(fù)合材料在減重方面價值是其他材料不可比擬的。但是，幾乎所有的汽車制造商都同意碳纖維是最難被運營在大規(guī)模生產(chǎn)中。
?為什么會存在這種矛盾?因為以碳纖維復(fù)合材料作為汽車制造的主要材質(zhì)，意味著現(xiàn)有的生產(chǎn)方式需要推倒重來。例如福特的全鋁車身F-150，即使是鋁替代鋼，福特也需要大筆資金來改造工廠。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，汽車減重最大的障礙就是改變的代價太大。巴倫介紹“汽車制造商對我說：‘我們好不容易制定了標準化生產(chǎn)流程，現(xiàn)在你想要我們用復(fù)合材料造車門?這不符合標準，所以是在打亂流程。’”
基于此，未來十年的可能趨勢是，汽車制造商將在車門、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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