超輕車(chē)輛設(shè)計(jì) ： 采用先進(jìn)的汽車(chē)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(chē) ， 此外，由于加工材料技術(shù)的進(jìn)步 ， 又由于樹(shù)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(shù)脂轉(zhuǎn)移成型 (TV)一樣的 低壓制造過(guò)程 。 此外，汽車(chē)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(chē)的設(shè)計(jì)，如落基山研究所的“ 超輕車(chē)輛 ”的概念，必須有嚴(yán)格的質(zhì)量?jī)?yōu)化，尤其是汽車(chē)任期未完機(jī)構(gòu)及其底盤(pán)。不過(guò)，使用先進(jìn)的合成汽車(chē)帶來(lái)了明顯的問(wèn)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(chē)等，全系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的 1991 超輕 概念車(chē)、汽車(chē)工業(yè)已避開(kāi)使用先進(jìn)的合成技術(shù)。作為回應(yīng)，組織針對(duì)汽車(chē)工業(yè)等合成汽車(chē)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(chē)。但行政協(xié)調(diào)會(huì)的重點(diǎn)是綜合應(yīng)用像專(zhuān)欄貨車(chē)一樣自動(dòng)保障的資金，同時(shí)改進(jìn)設(shè)計(jì)制造過(guò)程的變 化，說(shuō)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(zhǎng)期戰(zhàn)略來(lái)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(chē)、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(chǎng)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(lái)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(jìng)爭(zhēng)力量。沒(méi)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(shù)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(shù)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(shù)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(guò)程。樹(shù)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(guò)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(wú)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(méi)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(chēng)為最難對(duì)付的障礙。為碳纖維昂貴的前身低量，使專(zhuān)用設(shè)備的成本高昂。不過(guò)，國(guó)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(chǎng)。 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(lái)汽車(chē)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(chē)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(guò)緩慢而昂貴的轎車(chē)。雖然這個(gè)過(guò)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?gòu)U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(wèn)題，然而，這些過(guò)程都具有有效性：既減少紫外線燈和超聲不再是用來(lái)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(lái)捕捉軟件工具或戰(zhàn)略?xún)?yōu)勢(shì)，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(shù)脂的一致性和切削表面質(zhì)量，可以簡(jiǎn)單地節(jié)約投資和運(yùn)行費(fèi)用。更簡(jiǎn)單的方法也可以避免采用一種專(zhuān)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(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)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(jiǎn)單，如果聯(lián)合國(guó)預(yù)計(jì)，將先進(jìn)的理論框架復(fù)合。最有效的方法來(lái)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(jiǎn)單的組裝和進(jìn)程。它擁有許多方法繞過(guò)障礙，改變汽車(chē)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(chǎng)上決定價(jià)格，通過(guò)便宜的制造或通過(guò)節(jié)省汽油，即使節(jié)省鋼材本身幾乎沒(méi)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(wú)法量化組裝節(jié)省成本。最后， 將綜合部門(mén)在整個(gè)鋼鐵組裝成本可以提高，特別是混合更長(zhǎng)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(wèn)題的嚴(yán)重性 .物資采購(gòu)應(yīng)特別折扣，并通過(guò)提高產(chǎn)量、降低市場(chǎng)價(jià)格?？蓛?yōu)化生產(chǎn)量和市場(chǎng)需求，為了方便，而不是人為地抬高鋼鐵的價(jià)格，以滿(mǎn)足需求。可以保留彈性生產(chǎn)不僅在數(shù)量上而且在造型上。最后， BIW 通過(guò)制造更小、更簡(jiǎn)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(chē)輛 安全使用的材料和設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，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(jiàn)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(xiāo)售額利潤(rùn)，只有需求收入上不去。此外，大型生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)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(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)模式。 生產(chǎn)周期長(zhǎng)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(lèi)似的風(fēng)險(xiǎn)投資。此相反，先進(jìn)復(fù)合的戰(zhàn)略?xún)?yōu)勢(shì)，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(guò)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(yíng)高產(chǎn)品多樣化的市場(chǎng)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(chǎng)配套發(fā)展?？梢匝杆俨槊鞑⒊晒Φ乩谩?4 結(jié)論 科技競(jìng)爭(zhēng)需要的大量生產(chǎn)汽車(chē)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(shì) ： 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(chē)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(jiǎn)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(chē)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(cè)試技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，以便規(guī)范和統(tǒng)一市場(chǎng)；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(zhǎng)期合作的汽車(chē)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(mén)從具體到全 BIW 設(shè)計(jì)；期貨市場(chǎng)的建立，為穩(wěn)定物價(jià)的物質(zhì)?？傮w而言，市場(chǎng)潛力迅速形成， 超輕混合的車(chē)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(jìng)爭(zhēng)力的決定性生產(chǎn)、銷(xiāo)售的優(yōu)勢(shì)，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(chē)輛 吸引外來(lái)司機(jī)，甚至讓他們?nèi)コ浞盅h(huán)，促使 超輕混合的車(chē)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(shuō)迅速效仿競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。汽車(chē)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(guò)去的創(chuàng)新，例如，基因影響，福特汽車(chē)綜合密集、克萊斯勒和愛(ài)國(guó)者，證實(shí)了遠(yuǎn)見(jiàn)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(jiàn)的領(lǐng)導(dǎo)人在美國(guó)先進(jìn)材料和汽車(chē)工業(yè)已開(kāi)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(guó)最佳工程材料及過(guò)程。 參考資料 1. 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