塑料和金屬,如何在汽車身上秀恩愛?
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1、什么是鋼塑一體化車身?
鋼塑一體化車身是在傳統鈑金結構基礎上,利用特定的塑料注塑工或者模后組裝工藝,將一定厚度的增強塑料覆蓋在鈑金件上。低密度塑料的應用,可以降低鈑金件的厚度并改善結構性能。
這個解釋乍聽起來有些模糊,汽車上不是有很多塑料嗎?難道與傳統塑料使用方法不同?莫急,且聽小編解惑。
相較于傳統塑料多用作功能性構件的情況,這類塑料則多用于結構性構件,需要具備良好的力學能力。

2、鋼塑一體化車身是空降產品嗎?
在大家想象中,塑料在車身上的應用,多是集中在前后保險杠、車身內飾、 燈具、護甲上。看起來,鋼和鋁大有水火不容之勢,但其實,這倆兒早就在背地里歡樂地撒潑在一起了。


▎模塑組裝技術是先將成型好的金屬件置入模具中,然后采用注射成型技術,一次性完成各元件間的緊固和連接(前期)。例如奧迪A8的前端支架就采用了這項技術(具體來說是Hybrid技術)。
▎模塑后組裝技術是用金屬件來加固塑料注塑件(后期)。例如BMW MINI的前端支架,鎖橋和塑料支架的連接由8個螺絲完成。
可以看到這兩種技術還是以塑料件為主導,金屬件作為輔助。但是當我們把視線往車身后移,特別是在車身主體上,設計師們轉換了思路。
3、案例分析
鋼塑一體化車身做得最好的,當屬以輕量化材料見長的BMW集團了,而它們的碳纖維都來自于同一工廠——摩西湖工廠。

第17屆全球車身基準大會上,采用了創新混合車身結構的全新 BMW 7系,獲得了41.87分(該獎項有史以來最高分,總分50分),并被授予了“2015 歐洲車身大獎”。此外還獲得了Euro-NCAP 5星成績。

BMW別出心裁的設計在于:鋼板變薄、強度和剛性有所降低的部位,通過鑲嵌預先成型的CFRP部件,確保優秀的車身強度和剛性。
這些CFRP部件包括車頂縱梁加強件、B柱加強件、C柱加強件和側邊梁加強件。此外,同體積下,CRFT這種比鋁輕30%、比鋼輕50%的材料,使整車減重了130Kg。質量輕的CFRP部件主要集中在結構強度要求高的區域,而傳統鋼材為了保證強度,要求必須滿足足夠的厚度。
▎它們是如何連接在一起的?
材料連接技術的難點在于材料之間的相容性,相容性高的材料連接起來就容易一些。從這來看,塑料和鋼的差異真是猶如鴻溝。
為了解決這個問題,全新BMW7采用了多種連接方式。

雖然BMW i系被被大家習慣性地認為采用了全碳纖維車身,不過從已上市的i3、i8來看,這個說法還是可以再商榷一下的。
寶馬摒棄了傳統的承載式車身設計,而采用了名為LifeDrive模塊構架,顧名思義,分成Life和Drive兩個部分。車身不再負責傳遞承載的重任,因為大部分載荷都被直接分配在了Drive模塊中——它主要為金屬材質,用于懸架、電池組、電動機、碰撞防護結構。承重壓力小的Life模塊則采用碳纖維增強復合材料(CFPR)完成。
BMW似乎采用了一種新式的非承載結構,簡單理解是:車身部分則采用了碳纖維車身,底盤則是金屬結構。

關于鋼塑一體化車身,雖然其他公司有所涉獵,如前端支架、前翼子板等,但此后鋼塑一體化車身的進程卻停滯不前起來,最終我們的討論還是集中在了BMW集團,這是可喜又可嘆的??上苍谟谶@方面技術儲備最強的汽車公司,對這項技術是持肯定態度的;而可嘆的是,將塑料加入車身結構還是很大膽的想法,這對于其他公司來說難度還是不小。換句話說,其他廠家似乎無心戀戰,而搶占火熱的鋁合金市場,或許才是他們更加關心的。
搜料觀點 :
塑料和金屬能否共融?答案是肯定的,既然傳統鋼材我們還是難以舍棄,可又覬覦質量超輕的塑料,鋼塑一體化車身應該會是一個很好的解決方案。



