一輛汽車的面世需要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、工程開(kāi)發(fā)和制造。而一輛高品質(zhì)汽車的誕生除了前兩方面的因素之外,制造環(huán)節(jié)也占據(jù)了重要的位置。制造工藝水平的高低將決定一款車是否真正具有高質(zhì)量。本文將對(duì)當(dāng)前車企最為先進(jìn)的制造工藝進(jìn)行盤點(diǎn)。 福特在B柱上采用液壓成型技術(shù) 全球首用
2013款福特Fusion的A柱、B柱將采用液壓成型技術(shù),據(jù)福特車身工程師稱該技術(shù)為業(yè)界首創(chuàng)。他使用液壓成技術(shù)代替原有的熱壓印焊接薄板來(lái)制造車頂柱結(jié)構(gòu),既減輕了重量,又節(jié)約了成本和材料,最重要的一點(diǎn)是防撞性能更出色!耙簤撼尚图夹g(shù)使得汽車的車身有更好的結(jié)構(gòu)連續(xù)性。”福特技術(shù)主管摩根表示,“目前只有我們的團(tuán)隊(duì)能夠掌握液壓成型技術(shù)。” Fusion轎車將基于福特的CD4平臺(tái)上設(shè)計(jì)制造,舍棄了前幾代Fusion使用的馬自達(dá)G-derived CD3平臺(tái)。CD4平臺(tái)同樣適用于林肯MKZ,該平臺(tái)主要采用鋼鐵、高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的合金材料結(jié)構(gòu)組成,在扭轉(zhuǎn)剛度和抗彎曲能力上更加出眾。 本田飛度采用內(nèi)骨架式制造技術(shù)
內(nèi)骨架結(jié)構(gòu)是指將汽車車體分成骨架(Frame)和外板(OuterPanel),首先組裝起整體骨架,然后焊接外板的結(jié)構(gòu)(圖2)。這樣可使主骨架更加牢固,有利于減輕車體重量和提高車體剛性。原來(lái)是將車體分為上部(上車體)和下部(下車體),首先組裝各自的骨架和外板,然后上下結(jié)合。 現(xiàn)代唐津鋼鐵廠先進(jìn)零部件成型工藝
現(xiàn)代鋼鐵公司的科學(xué)家和工程師們和現(xiàn)代汽車的車身工程師直接合作,定制鋼材的合金成分、厚度等參數(shù),最大程度地適應(yīng)使用的需求,F(xiàn)代鋼鐵公司生產(chǎn)的所有車用鋼板都提供給現(xiàn)代和起亞兩家公司,但是也只能滿足兩家公司的需求量的一半。唯一能從現(xiàn)代鋼材廠購(gòu)買原料的除了現(xiàn)代、起亞之外的汽車廠家就是克萊斯勒,它可以得到少量鋼產(chǎn)品,用到Tigershark虎鯊型發(fā)動(dòng)機(jī)上面(該款發(fā)動(dòng)機(jī)是克萊斯勒、三菱、現(xiàn)代的合作產(chǎn)品)。 熱熔鉆、鋁合金電焊、激光焊接工藝打造科爾維特車身
通用汽車花費(fèi)了1.31億美元為其Bowling Green組裝廠打造了一套先進(jìn)的生產(chǎn)體系。而首先“享用”其成果的是通用科爾維特。新的技術(shù)包括鋁材之間的電焊工藝,實(shí)現(xiàn)超高強(qiáng)度車身的同時(shí)保證尺寸精確性。新的生產(chǎn)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)更精確的組件制造,例如車架及其附屬連接件。通過(guò)三維激光檢測(cè)系統(tǒng),使組件制造時(shí)產(chǎn)生的裝配公差比上一代科爾維特生產(chǎn)時(shí)精確25%。 在科爾維特這款車誕生至今,2014款車型中的車架結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜,主車架由5段特別定制的鋁材合并而成,包括車架兩端的鋁擠壓件、主車架中央梁和懸架連接處的空心節(jié)點(diǎn)鑄件。車架每部分的厚度均不同,根據(jù)每部分的不同作用達(dá)到不同的剛度和重量要求。車架裝配需要先進(jìn)的連接工藝、精確的強(qiáng)度測(cè)量和尺寸測(cè)量作為基礎(chǔ)。通用采用新型鋁材焊接、熱熔鉆式緊固工藝以及激光焊接工藝分別滿足上述要求,打造出高質(zhì)量的車架。 大眾XL1采用最嚴(yán)苛公差標(biāo)準(zhǔn)裝配
大眾XL1在經(jīng)過(guò)種種輕量化設(shè)計(jì)之后,整車重量?jī)H為795公斤,其中包含了重227公斤的驅(qū)動(dòng)裝置、153公斤的行駛機(jī)構(gòu),80公斤包括2個(gè)筒形座椅的設(shè)備,以及105公斤的電氣系統(tǒng),余下的230公斤便是車身重量,經(jīng)測(cè)試車身的風(fēng)阻系數(shù)(Cd)為0.189。 為了保證車身尺寸的精確度,大眾XL1的車身制造過(guò)程中將首先使碳纖維橫造式車架固定于組裝支撐板上,并用夾具固定。再將車頂部分組件通過(guò)粘合的方式固定,車后方主干部分通過(guò)膠合以及螺栓鏈接方式固定。 車門制造過(guò)程施行最嚴(yán)苛的公差標(biāo)準(zhǔn);車門材料上的鋼材與鋁材能夠根據(jù)具體外飾形態(tài)進(jìn)行重塑,但是碳纖維材料不能。車門鉸接在 A 柱下端和車頂邊框略高于擋風(fēng)玻璃處的兩個(gè)點(diǎn)上,所以車門向上展開(kāi)時(shí)也會(huì)略微前傾。車門可以完全升到車頂上方,因此打開(kāi)時(shí)可空出非常大的進(jìn)出空間。車身A柱處的碳纖維材料厚度由2毫米到6毫米不等,其中還包括環(huán)氧樹脂和四種不同類型的聚氨酯膠,包括在特殊領(lǐng)域使用高彈性膠。 奔馳新S級(jí)采用全新燃油箱制造工藝
奔馳新S級(jí)中采用了邦迪管路(TI Automotive)公司最新發(fā)布的先進(jìn)燃油箱工藝技術(shù)(tank advanced process technology,TAPT)新方案使得奔馳S級(jí)中鞍槽形燃油箱與附屬元件集成結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化。 TAPT工藝是一項(xiàng)靈活性極高的解決方案,能夠適應(yīng)多種類型的動(dòng)力總成(包括柴油車、汽油車、混動(dòng)車、新能源車)以及各種不同的油箱幾何結(jié)構(gòu)。目前來(lái)說(shuō),汽車制造商根據(jù)不同種類的汽車和區(qū)域性差異會(huì)對(duì)油箱及其附屬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,而TAPT工藝則符合全球標(biāo)準(zhǔn)化汽車平臺(tái)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。邦迪管路目前已經(jīng)著手研發(fā)第二代TAPT技術(shù),將通過(guò)獨(dú)特的雙成型工藝制造出增壓燃油箱,專門用于混合動(dòng)力車。在制造過(guò)程中,直接將剛性輔助結(jié)構(gòu)插入油箱中,輔助其成型并保持箱內(nèi)壓力。 萊比錫工廠多項(xiàng)高新工藝打造寶馬i3
2013年經(jīng)歷了大紅大紫的寶馬i3目前已經(jīng)投入量產(chǎn)。在其“出生地”萊比錫工廠的生產(chǎn)線中,采用了多項(xiàng)先進(jìn)工藝。從碳纖維細(xì)絲紡織成各種各樣的結(jié)構(gòu)和樣式,再利用熱處理或塑料粉末高壓粘合技術(shù),把這些板件加工出立體構(gòu)型。加工成型階段,每一次三個(gè)形狀完全相同的碳纖維板件要重疊在一起,這樣可以有效地降低在最終的樹脂傳遞成型過(guò)程中材料發(fā)生撕裂的可能性。 在樹脂傳遞成型階段之后,利用水激光切割技術(shù)完成碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料部件上的嵌入空和邊緣剪裁加工;接著在最新的全自動(dòng)化車身車間中,所有部件進(jìn)行過(guò)表面磨砂處理,增加粘附性后,結(jié)合為一個(gè)穩(wěn)固整體。 裝配車身使用的膠粘劑是寶馬公司與一家大型化工企業(yè)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的,擁有快速硬化的特性,但它的配方至今還是機(jī)密。僅僅需要幾秒鐘的時(shí)間,膠粘劑就能夠發(fā)揮作用,這樣一個(gè)部件連接點(diǎn)在噴涂上膠粘劑后,幾乎不用耗費(fèi)時(shí)間車身就可以移動(dòng)到生產(chǎn)線下一個(gè)膠粘劑噴涂點(diǎn),粘合下一個(gè)連接點(diǎn)。i3的車身模塊和驅(qū)動(dòng)模塊(包括承載結(jié)構(gòu)、電池組、電動(dòng)機(jī)、選裝內(nèi)燃機(jī)、懸架等)是在萊比錫工廠由兩條獨(dú)立的生產(chǎn)線分別組裝的,然后僅需要十個(gè)金屬緊固件就能夠把這兩部分搭配為一個(gè)整體,但還需要使用上述的秘方膠粘劑才能實(shí)現(xiàn)最終的密封性連接。 福特在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中引入微量潤(rùn)滑工藝
節(jié)能理念是汽車行業(yè)長(zhǎng)期關(guān)注的一個(gè)話題,它不僅體現(xiàn)在汽車本身,還體現(xiàn)在制造工藝中。福特汽車在其全球6家工廠中加入了全新準(zhǔn)干式切削工藝——微量潤(rùn)滑(Minimum Quantity Lubrication,MQL)工藝。 加工金屬件會(huì)發(fā)生摩擦并產(chǎn)生熱量。傳統(tǒng)的工藝在工件與金屬流體間加入液態(tài)水降溫,用于冷卻和潤(rùn)滑切削工具將耗費(fèi)巨量的水。微量潤(rùn)滑工藝舍去了傳統(tǒng)加工工藝中液態(tài)冷卻劑的使用,對(duì)加工中需要降溫和潤(rùn)滑的區(qū)域采用定向噴油的方式。該方法減少了油霧生成、冷卻劑產(chǎn)生的生物污染并減少了工廠的廢水排放量,還降低了設(shè)備的維護(hù)成本。 福特預(yù)計(jì)在2015年之前,減少每輛車生產(chǎn)過(guò)程中的水用量30%。2000年到2012年間,福特全球所有工廠累計(jì)節(jié)省的水用量大約為100億加侖。 賓利克魯工廠利用太陽(yáng)能生產(chǎn)汽車
對(duì)于汽車行業(yè)來(lái)說(shuō),節(jié)能的路徑有很多種。目前許多車企熱衷于研發(fā)混動(dòng)車、插電式混動(dòng)車與電動(dòng)車。而對(duì)于賓利來(lái)說(shuō),目前為止尚未擁有一款節(jié)能車(近日外媒透露其首輛插電式SUV或?qū)⒂?016年上市),但其采用了另一種途徑——在其克魯(Crewe)工廠利用太陽(yáng)能生產(chǎn)汽車。克魯工廠是賓利三大主力車型歐陸、慕尚、飛馳的生產(chǎn)基地。今年3月,賓利完成了在其克魯工廠頂部安裝超過(guò)2萬(wàn)塊太陽(yáng)能板的大型工程。從2013年3月份項(xiàng)目竣工以來(lái),這些太陽(yáng)能板收集的能量已超過(guò)220萬(wàn)千瓦時(shí),為汽車生產(chǎn)效率和可持續(xù)性帶來(lái)了巨大的積極作用。 英國(guó)能源和氣候變化部長(zhǎng)(Energy and Climate Change Minister)Greg Barker表示:“太陽(yáng)能是一種讓人興奮的未來(lái)新能源,聯(lián)合政府致力于把太陽(yáng)能作為英國(guó)混合能源發(fā)展的核心! |
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