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超輕車輛設(shè)計(jì)： 采用先進(jìn)的汽車合成技術(shù)克服設(shè)計(jì)阻礙 1. 介紹 先進(jìn)高分子復(fù)合技術(shù)有幾個(gè)好處，包括部分合并和高能量吸收、造型靈活、良好的噪音/震動(dòng)/生硬(NVH)特性、優(yōu)良抵抗腐蝕，適合眾多的汽車，此外，由于加工材料技術(shù)的進(jìn)步，又由于樹脂及纖維成本低、性能高，需要非常低投資成本，使先進(jìn)復(fù)合技術(shù)大量應(yīng)用于如樹脂轉(zhuǎn)移成型(TV)一樣的低壓制造過程。 此外，汽車設(shè)計(jì)的最近發(fā)展所需要的先進(jìn)復(fù)合技術(shù)在潛在動(dòng)力上有最大的好處：能夠大規(guī)模減少。超輕雜交車的設(shè)計(jì)，如落基山研究所的“超輕車輛”的概念，必須有嚴(yán)格的質(zhì)量優(yōu)化，尤其是汽車任期未完機(jī)構(gòu)及其底盤。不過，使用先進(jìn)的合成汽車帶來了明顯的問題：如果是這樣美妙的先進(jìn)復(fù)合材料，為何不使用呢？除少數(shù)特殊組件產(chǎn)品車等，全系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的1991超輕概念車、汽車工業(yè)已避開使用先進(jìn)的合成技術(shù)。作為回應(yīng)，組織針對(duì)汽車工業(yè)等合成汽車集團(tuán)(ACC)和制造合成，包括一些NIST在先進(jìn)技術(shù)計(jì)劃(ATP)，核心是執(zhí)行戰(zhàn)略，加快一體化、結(jié)構(gòu)先進(jìn)復(fù)合汽車。但行政協(xié)調(diào)會(huì)的重點(diǎn)是綜合應(yīng)用像專欄貨車一樣自動(dòng)保障的資金，同時(shí)改進(jìn)設(shè)計(jì)制造過程的變化，說明了一體化發(fā)展戰(zhàn)略。同時(shí)采取循序漸進(jìn)的辦法，在短期內(nèi)可能減少，但未必是最佳的長期戰(zhàn)略來克服障礙。正如結(jié)合超輕機(jī)構(gòu)混合提供“跨越式”的辦法，提高燃料效率和減少排放，所以整個(gè)系統(tǒng)采用復(fù)合的超輕技術(shù)是最好的實(shí)施。對(duì)汽車、跨越式混合方式可提供整合的利益，減少風(fēng)險(xiǎn)和不確定性既陌生的材料和技術(shù)。以先進(jìn)的材料、跨越式的做法，可以防止“不成立”的局面，另外，有可能跨越式發(fā)展的方針會(huì)使市場數(shù)倍上升，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)模降低成本。于是在一部分材料被代替的時(shí)候一種先進(jìn)的材料將進(jìn)入BIW：需要采用全平臺(tái)設(shè)計(jì)來替代材料，提高使用材料的好處，同時(shí)盡量減少和消除潛在的許多成本。 2. 量產(chǎn)技術(shù) BIM是如何取得競爭力量。沒有答案，很深的潛力，先進(jìn)的裝配制造技術(shù)，技術(shù)選擇的多樣性和不確定性增加了活力。同時(shí)，需要精密設(shè)計(jì)先進(jìn)高分子復(fù)合技術(shù)利用獨(dú)特的特性，如輻射、大量制造和組裝技術(shù)。 2.1 原料 高分子復(fù)合纖維以矩陣形式加固的樹脂。重要的是包括原料成本選擇，符合加工技術(shù)、機(jī)械性能、環(huán)境、回收。 2.2 塑造 在塑造各種業(yè)務(wù)，并形成中間纖維樹脂、合并，并形成了豐富的形式塑造成洞。 一個(gè)全復(fù)合BIW打造復(fù)合液體(LCM)，樹脂轉(zhuǎn)移成型(TV)，結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射成型(SRIM)，通常被認(rèn)為是最有希望的過程。樹脂因其粘度低，雙方可以輪流使用，但可周期性調(diào)整。不再需要LCM，這可以包括各種形式的中間纖維。如上所述，先進(jìn)的復(fù)合BIW可能不再使用較復(fù)雜，高纖維的性能。壓縮成型，通常用單塑造復(fù)合(SMC)，是一種高壓過程，降低循環(huán)時(shí)間，更好地完成，在目前鋼材的基礎(chǔ)設(shè)施中它遵循BIW應(yīng)用。 但是全面壓縮-BIW塑造，因?yàn)樗闹亓?，可能無法獲得足夠的配合混合動(dòng)力。有些企業(yè)，例如樞紐工程的伯班克、加利福尼亞、發(fā)展壓縮,塑造復(fù)合BIW設(shè)計(jì)，有較成熟的制造技術(shù)，如性能似乎更適用于全合成BIW。 2.3 技術(shù)壁壘 總體戰(zhàn)略設(shè)計(jì)與綜合BIW，但綜合上述規(guī)定的基本技術(shù)進(jìn)步使生產(chǎn)量BIW。每個(gè)需要不同程度的改進(jìn)，但似乎沒有遇到棘手的技術(shù)壁壘：要求實(shí)施優(yōu)化整合，而不是技術(shù)發(fā)明。 2.3.1 碳纖維成本 在商業(yè)應(yīng)用碳纖維復(fù)合中碳纖維成本通常稱為最難對(duì)付的障礙。為碳纖維昂貴的前身低量，使專用設(shè)備的成本高昂。不過，國內(nèi)廠商企業(yè)，諾貝爾公司提供低成本。目前纖維價(jià)格持續(xù)低至$17.60/kg。此外，產(chǎn)量較高，需要資金和勞動(dòng)力成本較低的單位。高生產(chǎn)量很快就可以實(shí)現(xiàn)了。其策略可以克服障礙的成本，提供先進(jìn)的合成推動(dòng)低成本纖維市場。 2.3.2 預(yù)制 纖維制造復(fù)雜困難，在大量先進(jìn)復(fù)合制造中碳纖維成本為主要技術(shù)壁壘。普林斯頓的未來汽車優(yōu)先技術(shù)研究最近作了必要的研究和創(chuàng)新。目前，汽車工業(yè)青睞用玻璃纖維或連續(xù)纖維物質(zhì)，如上所述，大量的大規(guī)模優(yōu)化BIW。是共同的航天戰(zhàn)略應(yīng)用，奠定了太過緩慢而昂貴的轎車。雖然這個(gè)過程中，不能用碳密集欄。凈創(chuàng)造型纖維、快超音波切割、繁殖方式以減少廢物利用，可補(bǔ)充縫隙。顯然，有大量復(fù)雜的纖維前端設(shè)計(jì)等問題，然而，這些過程都具有有效性：既減少紫外線燈和超聲不再是用來制造復(fù)雜的光束施海濱緩沖器。 2.3.3 表面質(zhì)量 由于復(fù)合技術(shù)需要一個(gè)階級(jí)結(jié)構(gòu)與表面復(fù)合,產(chǎn)生了很大的阻礙與高纖維成分。如果是用來捕捉軟件工具或戰(zhàn)略優(yōu)勢，以確保符合電子束治療的周期時(shí)間減少，獲得高級(jí)的表面變得更加復(fù)雜和重要。 而階級(jí)的結(jié)構(gòu)面難以復(fù)合，但絕非不可能。在縫隙結(jié)構(gòu)上復(fù)雜纖維弄濕有出乎意料的平面，因?yàn)樗怯蓡蜗驅(qū)咏M成，因此。樹脂的一致性和切削表面質(zhì)量，可以簡單地節(jié)約投資和運(yùn)行費(fèi)用。更簡單的方法也可以避免采用一種專利塑造一個(gè)階級(jí)聚合物產(chǎn)品，或者注入熱塑。 3 克服障礙 這些調(diào)查結(jié)果導(dǎo)致有些障礙，因?yàn)椤安捎脧?fù)合結(jié)構(gòu)面臨多重障礙，沒有一個(gè)簡單的應(yīng)急措施迅速加緊部署”但盡管復(fù)雜，實(shí)施細(xì)節(jié)比較簡單，如果聯(lián)合國預(yù)計(jì)，將先進(jìn)的理論框架復(fù)合。最有效的方法來克服障礙似乎是取代現(xiàn)今的增量?！巴芴狈绞皆O(shè)計(jì)，高性能原料，現(xiàn)有生產(chǎn)方式，從簡單的組裝和進(jìn)程。它擁有許多方法繞過障礙，改變汽車工業(yè)先進(jìn)復(fù)合態(tài)度，立即變成有利可圖的機(jī)會(huì)。如何克服是調(diào)查的主要障礙。 3.1 成本 部分鋼鐵替代合成復(fù)合不可能在市場上決定價(jià)格，通過便宜的制造或通過節(jié)省汽油，即使節(jié)省鋼材本身幾乎沒有作用。繼續(xù)取代昂貴的材料，因此，在內(nèi)容方面，卻難以或無法量化組裝節(jié)省成本。最后，將綜合部門在整個(gè)鋼鐵組裝成本可以提高，特別是混合更長的時(shí)間周期。因此，在經(jīng)濟(jì)一體化的要求下，往往壓縮塑造，導(dǎo)致部分需要的結(jié)構(gòu)與性能得到最佳的應(yīng)用。相反，凈化全平臺(tái)設(shè)計(jì)能夠大幅度削減產(chǎn)量計(jì)算部分，規(guī)模和復(fù)雜性： BIW只有少數(shù)地區(qū)將努力降低問題的嚴(yán)重性.物資采購應(yīng)特別折扣，并通過提高產(chǎn)量、降低市場價(jià)格。可優(yōu)化生產(chǎn)量和市場需求，為了方便，而不是人為地抬高鋼鐵的價(jià)格，以滿足需求?？梢员Ａ魪椥陨a(chǎn)不僅在數(shù)量上而且在造型上。最后，BIW通過制造更小、更簡單的生產(chǎn)線和其他部件，縮短生產(chǎn)周期時(shí)間，提高生產(chǎn)靈活性。 3.2 安全 他們極易成為適合傳統(tǒng)安全設(shè)計(jì)模式，尤其是采用鋼材為主的設(shè)計(jì)師，他們把其合成“黑鋼”。綜合設(shè)計(jì)不產(chǎn)生模糊部分，創(chuàng)造了優(yōu)良印象。然而，清潔設(shè)計(jì)全方位BIW復(fù)合材料可以利用這些'特殊財(cái)產(chǎn)。相當(dāng)于一個(gè)超輕混合車輛安全使用的材料和設(shè)計(jì)優(yōu)勢，以彌補(bǔ)輕質(zhì)量，新的設(shè)計(jì)方法只有在執(zhí)行制度的水平，而不是僅在個(gè)別部件。 3.3 風(fēng)險(xiǎn) 比較常見的危險(xiǎn)是全方位的綜合BIW固有的風(fēng)險(xiǎn)，而且往往招致本BIW產(chǎn)業(yè)布局限制。它具有高固定成本和低可變成本銷售額利潤，只有需求收入上不去。此外，大型生產(chǎn)經(jīng)營推向高固定成本，并減少各種模式使其更加成功，每個(gè)市場的風(fēng)險(xiǎn)模式。 生產(chǎn)周期長也使新模式落后，所以要進(jìn)一步提高對(duì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)投資。部分常規(guī)型采用合成,被迫用同一個(gè)模式，可以進(jìn)行類似的風(fēng)險(xiǎn)投資。此相反，先進(jìn)復(fù)合的戰(zhàn)略優(yōu)勢，正好可以提供風(fēng)險(xiǎn)狀況。廉價(jià)制造的工具可以少部分材料價(jià)格，每部分只有一個(gè)定價(jià)。 生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的固定費(fèi)用低，具有較高的可變成本。固定成本低很多可以允許和鼓勵(lì)不同經(jīng)營高產(chǎn)品多樣化的市場風(fēng)險(xiǎn)組合。周期極短，切削工具，經(jīng)常更換或翻新很快，不斷改進(jìn)和加強(qiáng)市場配套發(fā)展。可以迅速查明并成功地利用。 4 結(jié)論 科技競爭需要的大量生產(chǎn)汽車技術(shù)已經(jīng)被BIW基本上到手。要進(jìn)一步優(yōu)化科技發(fā)展，但是，作為工業(yè)發(fā)展的正常趨勢：從技術(shù)進(jìn)步需要有足夠的優(yōu)化生產(chǎn)需要，而不是一個(gè)重大障礙。汽車工業(yè)的真正障礙是理解不熟悉的原因，例如先進(jìn)合成、越級(jí)設(shè)計(jì)采用的方法，大量運(yùn)用于合成出的先進(jìn)技術(shù)。漸進(jìn)策略可降低短期風(fēng)險(xiǎn)，而且可能導(dǎo)致失敗。 同時(shí)了解商品整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)，復(fù)合簡單，逐漸克服文化慣性將涉及復(fù)雜的、詳細(xì)的多層次戰(zhàn)略。主要措施包括不限于對(duì)汽車工業(yè)的先進(jìn)材料戰(zhàn)略利益設(shè)計(jì)；建立共同的材料、工藝、測試技術(shù)數(shù)據(jù)庫，以便規(guī)范和統(tǒng)一市場；合作企業(yè)的先進(jìn)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展、優(yōu)化設(shè)計(jì)等BIW領(lǐng)頭的ULSAB；協(xié)調(diào)長期合作的汽車產(chǎn)業(yè)的思路和先進(jìn)的合成平等伙伴關(guān)系；重點(diǎn)項(xiàng)目戰(zhàn)略和行政協(xié)調(diào)會(huì)組織，如自動(dòng)保障部門從具體到全BIW設(shè)計(jì)；期貨市場的建立，為穩(wěn)定物價(jià)的物質(zhì)?？傮w而言，市場潛力迅速形成， 超輕混合的車輛提供了強(qiáng)大的動(dòng)力，發(fā)展大規(guī)模優(yōu)化，所有要先進(jìn)BIW復(fù)合。此外，潛在競爭力的決定性生產(chǎn)、銷售的優(yōu)勢，全系統(tǒng)設(shè)計(jì)和網(wǎng)型、靈活、快速生產(chǎn)周期使生產(chǎn)超輕混合的車輛吸引外來司機(jī)，甚至讓他們?nèi)コ浞盅h(huán)，促使超輕混合的車輛生產(chǎn)。雖然采用清潔方式設(shè)計(jì)和材料選擇是一個(gè)公認(rèn)的高度不確定性，短期內(nèi)，隨著時(shí)間的推移這些采用漸進(jìn)策略可能會(huì)付出更大的危險(xiǎn)：未能帶領(lǐng),更不用說迅速效仿競爭對(duì)手。汽車工業(yè)尤其危險(xiǎn)，因?yàn)樵谶@種情況下，多潛在的對(duì)手可能尚未出現(xiàn)。但過去的創(chuàng)新，例如，基因影響，福特汽車綜合密集、克萊斯勒和愛國者，證實(shí)了遠(yuǎn)見和意愿， 正確的越級(jí)設(shè)計(jì)策略加上技術(shù)可以迅速轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)和成功的產(chǎn)品。有遠(yuǎn)見的領(lǐng)導(dǎo)人在美國先進(jìn)材料和汽車工業(yè)已開始認(rèn)識(shí)并迅速采取行動(dòng)，堅(jiān)決奪取新的制高點(diǎn)第一。 這很可能成為1990年及以后的全國最佳工程材料及過程。 參考資料 1. N.A. Gjostein, “Technology Needs Beyond PNGV,” Basic Research Needs for Vehicles of the Future, New Orleans, LA (5 January. 1995). 2. M. Mehta, “RTM & SRIM for Structural Composites: The Promise that Hasn’t Been Realized,” Proceedings of the Advanced Composites Conference and Exposition, 11, pp. 535–546, Detroit, MI (November 1995). 3. Automotive Composites Consortium Overview, ACC, Troy, MI, 1995. 4. A. Lovins, “Advanced Ultralight Hybrids: Necessity and Practicality of a Leapfrog,” PNGV Automotive Technology Symposium #3: Structural Materials Challenges for the Next Generation Vehicle, Washington DC (February 1995). 5. T. Moore and A. Lovins, “Vehicle Design Strategies to Meet and Exceed PNGV Goals,” Future Transportation Technology Conference, Costa Mesa, CA (1995), SAE Paper No. 951906. 6. A. Mascarin, J. Dieffenbach, M. Brylawski, D. Cramer, and A. Lovins, “Costing the Ultralite in Volume Production: Can Advanced Bodies-in-White Be Affordable?” Proceedings of the International Body Engineering Conference and Exposition, Advanced Technologies & Processes, pp. 56-70 (November 1995).