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先进制造工艺“杀手锏”

2017-11-3 10:09| 发布者: XIAOZHONGMING| 查看: 86| 评论: 0|原作者: XIAOZHONGMING

摘要: 核心提示一辆汽车的面世需要经过设计、工程开发和制造。而一辆高品质汽车的诞生除了前两方面的因素之外,制造环节也占据了重要的位置。制造工艺水平的高低将决定一款车是否真正具有高质量。本文将对当前车企最为先进 ...
核心提示
一辆汽车的面世需要经过设计、工程开发和制造。而一辆高品质汽车的诞生除了前两方面的因素之外,制造环节也占据了重要的位置。制造工艺水平的高低将决定一款车是否真正具有高质量。本文将对当前车企最为先进的制造工艺进行盘点。

1福特在B柱上采用液压成型技术全球首用

2013款福特Fusion的A柱、B柱将采用液压成型技术,据福特车身工程师称该技术为业界首创。他使用液压成技术代替原有的热压印焊接薄板来制造车顶柱结构,既减轻了重量,又节约了成本和材料,最重要的一点是防撞性能更出色。“液压成型技术使得汽车的车身有更好的结构连续性。”福特技术主管摩根表示,“目前只有我们的团队能够掌握液压成型技术。”
Fusion轿车将基于福特的CD4平台上设计制造,舍弃了前几代Fusion使用的马自达G-derived CD3平台。CD4平台同样适用于林肯MKZ,该平台主要采用钢铁、高强度钢和超高强度钢的合金材料结构组成,在扭转刚度和抗弯曲能力上更加出众。

2本田飞度采用内骨架式制造技术

内骨架结构是指将汽车车体分成骨架(Frame)和外板(OuterPanel),首先组装起整体骨架,然后焊接外板的结构(图2)。这样可使主骨架更加牢固,有利于减轻车体重量和提高车体刚性。原来是将车体分为上部(上车体)和下部(下车体),首先组装各自的骨架和外板,然后上下结合。
3现代唐津钢铁厂先进零部件成型工艺

现代钢铁公司的科学家和工程师们和现代汽车的车身工程师直接合作,定制钢材的合金成分、厚度等参数,最大程度地适应使用的需求。
现代钢铁公司生产的所有车用钢板都提供给现代和起亚两家公司,但是也只能满足两家公司的需求量的一半。唯一能从现代钢材厂购买原料的除了现代、起亚之外的汽车厂家就是克莱斯勒,它可以得到少量钢产品,用到Tigershark虎鲨型发动机上面(该款发动机是克莱斯勒、三菱、现代的合作产品)。

4热熔钻、铝合金电焊、激光焊接工艺打造科尔维特车身

通用汽车花费了1.31亿美元为其Bowling Green组装厂打造了一套先进的生产体系。而首先“享用”其成果的是通用科尔维特。新的技术包括铝材之间的电焊工艺,实现超高强度车身的同时保证尺寸精确性。新的生产技术可以实现更精确的组件制造,例如车架及其附属连接件。通过三维激光检测系统,使组件制造时产生的装配公差比上一代科尔维特生产时精确25%。
在科尔维特这款车诞生至今,2014款车型中的车架结构最为复杂,主车架由5段特别定制的铝材合并而成,包括车架两端的铝挤压件、主车架中央梁和悬架连接处的空心节点铸件。车架每部分的厚度均不同,根据每部分的不同作用达到不同的刚度和重量要求。车架装配需要先进的连接工艺、精确的强度测量和尺寸测量作为基础。通用采用新型铝材焊接、热熔钻式紧固工艺以及激光焊接工艺分别满足上述要求,打造出高质量的车架。

5大众XL1采用最严苛公差标准装配

大众XL1在经过种种轻量化设计之后,整车重量仅为795公斤,其中包含了重227公斤的驱动装置、153公斤的行驶机构,80公斤包括2个筒形座椅的设备,以及105公斤的电气系统,余下的230公斤便是车身重量,经测试车身的风阻系数(Cd)为0.189。
为了保证车身尺寸的精确度,大众XL1的车身制造过程中将首先使碳纤维横造式车架固定于组装支撑板上,并用夹具固定。再将车顶部分组件通过粘合的方式固定,车后方主干部分通过胶合以及螺栓链接方式固定。
车门制造过程施行最严苛的公差标准;车门材料上的钢材与铝材能够根据具体外饰形态进行重塑,但是碳纤维材料不能。车门铰接在 A 柱下端和车顶边框略高于挡风玻璃处的两个点上,所以车门向上展开时也会略微前倾。车门可以完全升到车顶上方,因此打开时可空出非常大的进出空间。车身A柱处的碳纤维材料厚度由2毫米到6毫米不等,其中还包括环氧树脂和四种不同类型的聚氨酯胶,包括在特殊领域使用高弹性胶。
6奔驰新S级采用全新燃油箱制造工艺

奔驰新S级中采用了邦迪管路(TI Automotive)公司最新发布的先进燃油箱工艺技术(tank advanced process technology,TAPT)新方案使得奔驰S级中鞍槽形燃油箱与附属元件集成结构得以优化。
TAPT工艺是一项灵活性极高的解决方案,能够适应多种类型的动力总成(包括柴油车、汽油车、混动车、新能源车)以及各种不同的油箱几何结构。目前来说,汽车制造商根据不同种类的汽车和区域性差异会对油箱及其附属件结构进行调整,而TAPT工艺则符合全球标准化汽车平台的各项标准。
邦迪管路目前已经着手研发第二代TAPT技术,将通过独特的双成型工艺制造出增压燃油箱,专门用于混合动力车。在制造过程中,直接将刚性辅助结构插入油箱中,辅助其成型并保持箱内压力。

7莱比锡工厂多项高新工艺打造宝马i3

2013年经历了大红大紫的宝马i3目前已经投入量产。在其“出生地”莱比锡工厂的生产线中,采用了多项先进工艺。从碳纤维细丝纺织成各种各样的结构和样式,再利用热处理或塑料粉末高压粘合技术,把这些板件加工出立体构型。加工成型阶段,每一次三个形状完全相同的碳纤维板件要重叠在一起,这样可以有效地降低在最终的树脂传递成型过程中材料发生撕裂的可能性。
在树脂传递成型阶段之后,利用水激光切割技术完成碳纤维增强复合材料部件上的嵌入空和边缘剪裁加工;接着在最新的全自动化车身车间中,所有部件进行过表面磨砂处理,增加粘附性后,结合为一个稳固整体。
装配车身使用的胶粘剂是宝马公司与一家大型化工企业联合开发的,拥有快速硬化的特性,但它的配方至今还是机密。仅仅需要几秒钟的时间,胶粘剂就能够发挥作用,这样一个部件连接点在喷涂上胶粘剂后,几乎不用耗费时间车身就可以移动到生产线下一个胶粘剂喷涂点,粘合下一个连接点。
i3的车身模块和驱动模块(包括承载结构、电池组、电动机、选装内燃机、悬架等)是在莱比锡工厂由两条独立的生产线分别组装的,然后仅需要十个金属紧固件就能够把这两部分搭配为一个整体,但还需要使用上述的秘方胶粘剂才能实现最终的密封性连接。

8福特在发动机制造中引入微量润滑工艺

节能理念是汽车行业长期关注的一个话题,它不仅体现在汽车本身,还体现在制造工艺中。福特汽车在其全球6家工厂中加入了全新准干式切削工艺——微量润滑(Minimum Quantity Lubrication,MQL)工艺。
加工金属件会发生摩擦并产生热量。传统的工艺在工件与金属流体间加入液态水降温,用于冷却和润滑切削工具将耗费巨量的水。微量润滑工艺舍去了传统加工工艺中液态冷却剂的使用,对加工中需要降温和润滑的区域采用定向喷油的方式。该方法减少了油雾生成、冷却剂产生的生物污染并减少了工厂的废水排放量,还降低了设备的维护成本。
福特预计在2015年之前,减少每辆车生产过程中的水用量30%。2000年到2012年间,福特全球所有工厂累计节省的水用量大约为100亿加仑。
9宾利克鲁工厂利用太阳能生产汽车

对于汽车行业来说,节能的路径有很多种。目前许多车企热衷于研发混动车、插电式混动车与电动车。而对于宾利来说,目前为止尚未拥有一款节能车(近日外媒透露其首辆插电式SUV或将于2016年上市),但其采用了另一种途径——在其克鲁(Crewe)工厂利用太阳能生产汽车。
克鲁工厂是宾利三大主力车型欧陆、慕尚、飞驰的生产基地。今年3月,宾利完成了在其克鲁工厂顶部安装超过2万块太阳能板的大型工程。从2013年3月份项目竣工以来,这些太阳能板收集的能量已超过220万千瓦时,为汽车生产效率和可持续性带来了巨大的积极作用。
英国能源和气候变化部长(Energy and Climate Change Minister)Greg Barker表示:“太阳能是一种让人兴奋的未来新能源,联合政府致力于把太阳能作为英国混合能源发展的核心。”







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