從北美車展窺探全球汽車業新趨勢
北京時間1月13日晚,2015年北美(底特律)國際車展在美國密歇根州底特律的寇博中心(Cobo Center)正式開幕。本屆車展上皮卡戰升溫,超跑家族再添兩員新丁,新能源車依然受到各大產商重視,從中可以窺見今年及未來汽車業發展的新趨勢。
碳纖維復合材料在車型中的運用
近年來,為了達到大幅收緊的尾氣排放標準,汽車制造商不斷拿出解決方案,提升輕量化。通過更符合空氣動力學的設計,替代燃料和選用新材料才能使汽車更好的節能減排。
如何創新發展新材料,無疑成了汽車制造商獲得競爭優勢的條件之一。
福特汽車在此次車展上推出的新款跑車“Ford GT”,在客廂內部和鋁前后副車架中都使用了碳纖維,并將其封裝到結構性碳素纖維材質的車身鑲板中。這標志著福特于空力系統、材質研發與渦輪動力之工藝成就。
福特公司技術傳訊經理Alan Hall說:"我們已經在汽車領域看到了碳纖維這樣的開發進步,可以利用這種材料大膽創新,然后從中吸取經驗教訓,我們看到了將這種材料應用于高產量車型的諸多潛力。"
此外,福特還宣布聯手陶氏化學公司的DowAksa合資企業,共同開發成本更低、高產量的碳纖維復合材料(CFRP),以滿足汽車業對于輕量化材料日益增長的需求。預定2016年下半年開始生產。
對于CFRP的運用,不僅限于福特汽車,意大利菲亞特公司(Fiat)也同樣發布了以碳纖維為主的預浸料,實現超輕量硬殼式車身的敞篷車“阿爾法羅密歐4C Spider”量產車型。
Spider采用了CFRP擋風玻璃框架,用螺栓固定在硬殼式底盤上。車輛整體采用低密度、高強度的復合材料模壓成型(SMC),與鋼制硬殼式車身相比,這款車型在剛性上達到3倍,重量則減至1/7。
3D 打印傳奇超跑
除了使用碳纖維材料,此次北美車展上,由ORNL(橡樹嶺實驗室)使用3D打印技術完整復制的傳奇超跑“Shelby Cobra”也是一大亮點,又一次成為證明制造正在發生的變化的一大例證。
這輛3D打印的超跑是由美國能源部設在ORNL里的增材制造展示中心使用BAAM(大面積增材制造)機器打印出來的。BAAM——是由著名機床制造公司辛辛那提公司和ORNL共同開發,將新的材料科學成果和前沿的先進制造技術相結合。
這輛3D打印的Shelby Cobra超跑是6個人花了6個星期時間完成的。據ORNL稱,由于3D打印時使用的是先進復合材料,其整車重量削減了一半,同時汽車性能和安全性也有所提高。
當然,Shelby Cobra也不是展會上唯一一輛3D打印的汽車,美國Local Motors公司帶來的名為Strati的3D打印汽車,被譽為是款采用3D打印技術制成的汽車。Strati也是由橡樹嶺實驗室打印完成,不過少了Shelby Cobra的時尚噴漆環節。
Local Motors公司展示了制作該車的步驟,先利用ABS塑料鋼筋和碳纖維材料完成零部件的基礎,這個過程大約需要44個小時;隨后由Thermwood數控機床經過幾個小時的銑削,完成零部件的細節優化;后將這些零件組裝起來。
據了解,Strati全車有大約40個零部件。除了動力傳動系統、懸架、電池組、輪胎、電氣系統和擋風玻璃外,底盤、儀表板、座椅和車身在內的余下部件均由3D打印機打印,所用材料為碳纖維增強熱塑性塑料。
目前,Local Motors已與ORNL進行合作,爭取在2015年第三季度開始批量制造3D打印汽車。
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