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1、汽車輕量化設計 1123 【拆解拆解】日產日產March：採用輕量化低成本設計，徹底減少加工程序及部件數量：採用輕量化低成本設計，徹底減少加工程序及部件數量 地板省去減振材料地板省去減振材料 新款March為了提高燃效，徹底實現了車身的輕量化。為此， 大量使用了通過在車架上設置凹型壓邊筋 （凹痕）來確保剛性 的方法。另一方面則減少了原來採用的可有效減輕重量的方法 使用高張力鋼板。其原因是，考慮到要在新興市場國家生產， 採用了只使用可在當地採購到的440MPa級高張力鋼板的設計方 針。並在此限制條件下推進了構造的合理化，使車身重量比老款 March減輕了7。 因考慮到在新興市場國家生產，還盡量減
2、少了部件的加工程 序（圖A）。March的另一大特點是，通過改進地板形狀，省去 Melting Sheet等減振材料，實現了輕量化。由此為車身減重 1520kg左右作出了貢獻。為了使地板更加平坦，鋪設了發泡 樹脂材料，但沒有使用減振材料，為了防止樹脂材料直接與地板 面接觸而發出吱吱的摩擦聲，作出了在發泡材料表面貼上聚 氯乙烯膠帶等極為細緻的改進（圖B）。 圖A：前端車架的引擎支架部分 採用了可在3道沖壓程序以內完成的簡單形狀。 圖B：地板鋪設的發泡樹脂材料的背面黏貼了聚氯乙烯膠帶 用來防止發泡樹脂材料與地板面直接接觸而發出摩擦聲。 http:/ 【拆解拆解】日產日產March：採用輕量化低成本
3、設計，徹底減少加工程序及部件數量：採用輕量化低成本設計，徹底減少加工程序及部件數量 http:/ 內飾部件構造方面引人關注的是，改變了儀錶板橫樑（CCB）的構造。CCB原來 採用彎曲形狀，新款March則將其改成了筆直的形狀。這是因為日產認為，彎曲 的形狀很難獲得穩定的尺寸精度，不適合在新興市場國家生產。 以往的CCB之所以彎曲，是為了避免與空調單元相互干擾，而此次通過縮小 空調單元的尺寸，實現了CCB的筆直形狀。該模組的組裝由康奈可負責。而且， 原來的CCB使用支架來安裝部件，而新款March是直接在橫樑上打螺絲孔來安裝 空調的，從而減少了部件數量（圖C）。 圖C：在儀錶板橫樑 上安裝空調單
4、元的 方法 在橫樑上直接打螺 絲孔來安裝空調。 【拆解拆解】日產日產March：採用輕量化低成本設計，徹底減少加工程序及部件數量：採用輕量化低成本設計，徹底減少加工程序及部件數量 http:/ 門飾板方面，一般通過焊接、黏合或螺絲等方式安裝的側面碰撞用衝擊吸收材料 與地圖袋（Pocket Cover）僅靠樹脂扣的嵌合來安裝，既削減了組裝加工費，又 提高了回收性。衝擊吸收材料大多使用發泡樹脂塊，而新款March通過採用聚丙 烯射出成形品降低了成本（圖D）。（記者：林達彥） 圖D：門飾板的新組裝方法 側面碰撞用衝擊吸收材料與地 圖袋的安裝只靠樹脂扣的嵌合。 【新車報導新車報導】奧迪奧迪A6：採用鋁
5、鋼混合車身，：採用鋁鋼混合車身，4輪驅動機構煥然一新輪驅動機構煥然一新 圖2：鋁合金與鋼板相混合的車身 除了前引擎蓋及車門等蓋狀部件，前部的支柱塔部分等也採用了鋁材料。 車柱使用了通過熱成形來提高強度的鋼板。 http:/ 【新車報導新車報導】奧迪奧迪A6：採用鋁鋼混合車身，：採用鋁鋼混合車身，4輪驅動機構煥然一新輪驅動機構煥然一新 http:/ 對提高燃效作出貢獻的技術首先是輕量化技術。新款A6的車身採用鋁（Al）合 金與高張力鋼板的混合構造，車身的20以上由鋁合金構成。由此將車身重量 減輕了30kg。 採用鋁材料的部分是，引擎艙內的支柱塔部分、前後保險桿加固材料、車門、 前引擎蓋及後行李廂
6、蓋等（圖2）。支柱塔部分採用了鑄件，保險桿加固材料及 懸吊橫向連接桿使用了擠壓材料。儘管原車型也採用了鋁製車身，但只限于車門 及引擎蓋等蓋狀部分。 新款車還改進了加工技術。焊接車門及後行李廂蓋的外板與內板時採用了二 極體雷射焊接技術。與原來的固體雷射YAG（釔鋁石榴石）雷射相比，二極 體雷射的波長較短，焊接鋁材料時的吸收率是固體雷射的近3倍，因此可減少能 耗。而且提高了處理速度。製造車門時，使用12台這種新型雷射焊接機，只需 75秒即可完成50處接縫焊接。 鋼板也實現了輕量化。尤其引人注目的是增加了熱成形技術的採用，通過將 鋼板加熱至1000以上，採用水冷式模具進行沖壓成形，來提高鋼板強度。新
7、 款A6在引擎艙間隔牆的加固材料、前柱、中柱、側欄及中央通道等多種部件中 均使用了熱成形件。 向個性化發展的新型黏合劑（一）：汽車及電氣電子設備領域對黏合劑的關注度提高向個性化發展的新型黏合劑（一）：汽車及電氣電子設備領域對黏合劑的關注度提高 http:/ 向個性化發展的新型黏合劑（一）：汽車及電氣電子設備領域對黏合劑的關注度提高向個性化發展的新型黏合劑（一）：汽車及電氣電子設備領域對黏合劑的關注度提高 http:/ 將車身及骨架的材料換成比重輕於鋼的材料，在保持車身及骨架的剛性的情況下將 構成材料減薄。這些是很多汽車廠商為汽車輕量化而做的典型探索。而在具體實現 時，黏合劑發揮了重要作用。 比
8、如，2009年3月上市的寶馬新款轎車7系，為實現輕量化在車頂使用了鋁 合金。在背後起到支撐作用的是美國陶氏化學公司（The Daw Chemical）製造的 雙組份聚氨酯黏合劑BETAMATE。由於7系採用的是鋼製骨架，因此將車頂改 為鋁合金時，就必須將鋼與鋁合金接合起來。而接合使用的就是BETAMATE。 實際上，據稱該BETAMATE是訂製的新型標準品。據陶氏化學日本公司介紹， 新型BETAMATE抗剪強度的溫度依賴性比以往產品有所減弱（見圖）。估計寶馬是 為了防止骨架和車頂的結合剛性隨季節發生極端變化而採用新型BETAMATE的。 此外，從車身輕量化的觀點出發，以歐美汽車廠商為中心正在推
9、進使用膠結點 焊法(Spot Weld Bonding)。這種方法是車身及骨架的材料與以往一樣採用鋼板，而 其接合則並用點焊和黏合手段。因黏合為面接合可提高剛性，所以可減薄鋼板從而 實現輕量化。黏合劑通常使用環氧類黏合劑。據陶氏化學日本介紹，與僅用點焊手 段時的4000個焊點相比，並用黏合手段時車身扭曲剛性提高了約40。據稱這時黏 合劑以大約20mm的寬度沿接合部塗佈。而且，即使將點焊減至2000個焊點，並用 黏合手段的話，扭曲剛性也可提高3637。 【新車報導新車報導】大發工業大發工業Mira e:S：實現：實現30km/L和和80萬日元售價，選擇最佳成本效益比萬日元售價，選擇最佳成本效益比
10、 圖4：連接車身左右後端的梁 筆直地穿過車身骨架，通過盡 量減少高張力鋼的使用減輕了 重量 http:/ 輕量化的詳情如下：調整車身骨架減輕了30kg，內裝部件減輕了20kg，CVT等減輕 了15kg，整車裝配變更減輕了10kg，共減輕了75kg。由於為提高燃效而追加的部件 增加了15kg，兩相抵銷，車身重量共減輕60kg。車身骨架方面，將原來彎曲的構成 部件改成了直的（圖4）。同時將高張力鋼的使用率降低了15。從整車裝配來看， 長度為微型汽車的上限3395mm，軸距為2455mm，比Mira的2490mm稍短。 【新車報導新車報導】大發工業大發工業Mira e:S：實現：實現30km/L和和
11、80萬日元售價，選擇最佳成本效益比萬日元售價，選擇最佳成本效益比 http:/ 圖5：利用輸出軸減速的3軸CVT 採用鋁合金行星齒輪架 CVT為大發很早就開始使用的輸入減速（Input Reduction）式（圖5）。通過在輸 入端設置行星齒輪機構降低了轉速，並通過使其反向旋轉減少了1個軸。因車身重 量減輕，行駛阻力減小，在輸出扭矩要求降低的情況下，降低了減速比，並減小 了施加給CVT滑輪的壓力。而且，還將行星齒輪機構的行星齒輪架材料改成了鋁 合金。 【東京車展東京車展】東麗將展出採用東麗將展出採用CFRP實現輕量化的實現輕量化的EV概念車概念車 東麗使用碳纖維強化樹脂（CFRP）大幅減重的電
12、動汽車（EV）概念車 TEEWAVE AR1的實車，在該公司內部展會東麗尖端材料2011（2011年 9月1415日，東京國際論壇）上公開。該公司曾在展會之前發佈了概念車的概 要 TEEWAVE AR1將以熱硬化樹脂為母材的CFRTS（Carbon Fiber Reinforced Thermosets）和以熱可塑性樹脂為母材的CFRTP（Carbon Fiber Reinforced Thermoplastics）分別用於不同部位和用途。比如，乘員空間的單體構造由 CFRTS製造。由於可將複雜形狀一體成形，因此單體構造的部件數量只需三個 即可，為用鋼板製造時的1/20。部件間用黏合劑接合。部
13、件的黏接，應用了飛機 部件等上使用的技術。而檢修口蓋板（Access Panel:覆蓋在前窗安裝根部的板 狀外觀部件）及車頂則是用CFRTP沖壓成型。另外，東麗還在會場上展示了該 單體構造及檢修孔蓋板的實物 單體構造 檢修口蓋板 http:/ http:/ 東麗開發出電動汽車概念車，通過東麗開發出電動汽車概念車，通過CFRP單體構造大幅減重單體構造大幅減重 http:/ 東麗開發出電動汽車概念車，通過東麗開發出電動汽車概念車，通過CFRP單體構造大幅減重單體構造大幅減重 【人與車科技展人與車科技展】東麗公佈汽車用東麗公佈汽車用CFRP戰略，使用熱可塑性樹戰略，使用熱可塑性樹 脂是考慮大批量生產的結果脂是考慮大批量生產的結果 CFRTP沖壓品 CFRTP射出成形品 CFRP包括母材採用熱可塑性樹脂的產品（CFRTP），以及採用熱硬化性樹脂的 產品（CFRTS）。目前，飛機及一般產業等領域使用的CFRP大部分是母材採用 熱硬化性環氧樹脂的CFRTS。 CFRTS的缺點是生產週期較長。東麗以模型內放置碳纖維基材並在樹脂浸漬 後使其硬化的RTM法（Resin Transfer Molding）為基礎，與日產汽車等共同開 發出了CFRTS高速成形法高週期一體成形技術。將原來長達23小時的生 產週期縮短至10分鐘，並實際試製出了車門內板及底盤前地板成形品 http:/
