當(dāng)今汽車(chē)行業(yè),電動(dòng)化、智能化等新趨勢(shì)正快速發(fā)展,在這一過(guò)程中,非金屬材料因可提升汽車(chē)輕量化,優(yōu)化汽車(chē)碰撞安全性能,以及提高舒適性,發(fā)展前景被廣泛看好。
并非只是減重,非金屬材料化身“多面手”
盡管如今傳統(tǒng)燃油車(chē)在數(shù)量上仍有著絕對(duì)優(yōu)勢(shì),但新能源汽車(chē)作為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向,正迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示,2021年全年,新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別達(dá)到354.5萬(wàn)輛和352.1萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)均為1.6倍,市場(chǎng)占有率提升至13.4%,高于上年8個(gè)百分點(diǎn)。
新能源汽車(chē)增長(zhǎng)勢(shì)頭迅猛;圖片來(lái)源:蓋世汽車(chē)
而就新能源汽車(chē)尤其是純電動(dòng)汽車(chē)而言,續(xù)航里程一直是消費(fèi)者的關(guān)注焦點(diǎn),亦是各生產(chǎn)廠商爭(zhēng)奪市場(chǎng)的賣(mài)點(diǎn)。也正因如此,相關(guān)廠商對(duì)汽車(chē)輕量化的重視程度更甚此前。
相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)而言,整車(chē)重量降低10kg,續(xù)駛里程可以增加2.5km。另有數(shù)據(jù)顯示,白車(chē)身重量?jī)H增加10%,就會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)汽車(chē)單次充電續(xù)航里程減少8%。不僅如此,續(xù)航里程一旦降低,還可能會(huì)影響到消費(fèi)者的智能化及舒適性體驗(yàn)。
不過(guò),汽車(chē)輕量化并非易事,不僅要實(shí)現(xiàn)減重,還需兼顧碰撞、安全等多方面性能,是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。而在這一方面,非金屬材料恰恰極具潛能。
對(duì)于這一點(diǎn),漢高很有發(fā)言權(quán)。
這家成立于1876年的公司,擁有超過(guò)100年專(zhuān)注粘合劑業(yè)務(wù)的獨(dú)特實(shí)力,是全球領(lǐng)先的粘合劑、密封劑和功能性涂層解決方案供應(yīng)商。多年來(lái)漢高在高精尖工業(yè)領(lǐng)域極具競(jìng)爭(zhēng)力,為航空行業(yè)提供種類(lèi)豐富的精密粘合劑產(chǎn)品,因此降維運(yùn)用在汽車(chē)行業(yè),漢高優(yōu)勢(shì)明顯,做起來(lái)可謂得心應(yīng)手。在汽車(chē)行業(yè),漢高已經(jīng)成為主機(jī)廠和零部件供應(yīng)商開(kāi)發(fā)與制造流程的重要合作伙伴,其高性能的粘合劑與密封劑助力相關(guān)廠商設(shè)計(jì)與制造高性能、輕量化的汽車(chē),同時(shí)也積極致力于提升安全性、舒適性和附加值,為客戶(hù)創(chuàng)造競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
而除了深厚的產(chǎn)品技術(shù)積累之外,為幫助下游廠商響應(yīng)電動(dòng)汽車(chē)、無(wú)人駕駛和輕量化等行業(yè)趨勢(shì),漢高還通過(guò)合作等方式不斷強(qiáng)化自身的工程設(shè)計(jì)能力。
2018年,漢高與睿力科技(RLE International)組成戰(zhàn)略聯(lián)盟,共同推動(dòng)汽車(chē)行業(yè)新能源理念與輕量化的創(chuàng)新。據(jù)悉,睿力科技全球核心業(yè)務(wù)主要為汽車(chē)整車(chē)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供高效又先進(jìn)的工程專(zhuān)業(yè)技術(shù),涉及概念開(kāi)發(fā)、車(chē)輛和安全工程、電氣/電子系統(tǒng)、新能源和輕量化設(shè)計(jì)等,通過(guò)與睿力科技強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,漢高的工程設(shè)計(jì)能力大大提升,可從早期介入項(xiàng)目工程開(kāi)發(fā),評(píng)估相關(guān)性能并提供設(shè)計(jì)優(yōu)化方案,更好地滿(mǎn)足汽車(chē)輕量化、碰撞性能、NVH性能等方面的要求。正所謂“好鋼使在刀刃上”,作為先進(jìn)材料專(zhuān)家的漢高,材料性能的優(yōu)勢(shì),通過(guò)有機(jī)結(jié)合卓越的設(shè)計(jì)和仿真能力,如虎添翼,使得產(chǎn)品不斷優(yōu)化升級(jí),持續(xù)為客戶(hù)帶來(lái)多重收益,并降低成本。
漢高提供設(shè)計(jì)優(yōu)化方案;圖片來(lái)源:漢高
據(jù)蓋世汽車(chē)了解,如今漢高非金屬材料解決方案已能夠?qū)⑵?chē)白車(chē)身的重量減輕50公斤,同時(shí)在碰撞、安全性等方面提供相同甚至更高的性能。目前, 漢高已為國(guó)內(nèi)多家新能源汽車(chē)頭部企業(yè)的量產(chǎn)車(chē)型提供完整的結(jié)構(gòu)解決方案。具體來(lái)看,漢高可提供綜合性車(chē)身結(jié)構(gòu)產(chǎn)品組合,包括結(jié)構(gòu)增強(qiáng)件(增強(qiáng)骨架、結(jié)構(gòu)泡沫)、增強(qiáng)貼片及結(jié)構(gòu)膠帶等。
漢高綜合性車(chē)身結(jié)構(gòu)產(chǎn)品組合;圖片來(lái)源:漢高
就結(jié)構(gòu)增強(qiáng)件而言,資料顯示,漢高產(chǎn)品采用輕質(zhì)高性能結(jié)構(gòu)泡沫和增強(qiáng)尼龍骨架,適用于立柱、門(mén)檻、橫梁、車(chē)架、發(fā)動(dòng)機(jī)支座、車(chē)門(mén)、車(chē)身面板,經(jīng)證實(shí)可減少白車(chē)身及開(kāi)閉件重量40千克以上,達(dá)到或超過(guò)碰撞和NVH安全標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)使聯(lián)結(jié)件減少6%。
漢高增強(qiáng)貼片則用于補(bǔ)強(qiáng)和加固車(chē)身面板、薄金屬部分或高應(yīng)力區(qū)域門(mén)板、引擎蓋、翼子板、車(chē)身和車(chē)頂面板,膨脹率0-100%,可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)靈活性。據(jù)悉,增強(qiáng)貼片適用于鋁板、超高強(qiáng)度鋼板、傳統(tǒng)鋼板等各種不同基材,使用低密度、前期設(shè)計(jì)的增強(qiáng)貼片,可減少相應(yīng)板材厚度,以達(dá)到減重目的。
在此之外,漢高結(jié)構(gòu)膠可有效地粘接不易焊接的材料,實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)。美國(guó)化學(xué)理事會(huì)研究表明,使用1千克(2.2磅)膠就可以使汽車(chē)減重25千克(55磅)。另根據(jù)密封膠協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),在北美市場(chǎng),每輛車(chē)使用超過(guò)26米(87延長(zhǎng)英尺)的結(jié)構(gòu)膠。不僅如此,漢高指出,不只是實(shí)現(xiàn)輕量化,相比焊接,粘接的法蘭面可以均勻分布載荷,可使能量吸收增加多達(dá)25%,以提高碰撞性能。此外其還可減少結(jié)構(gòu)性振動(dòng)。
可以看出,在汽車(chē)輕量化的過(guò)程中,非金屬材料已化身“多面手”,可玩出不少“花樣”,后續(xù)隨著漢高等相關(guān)廠商的推動(dòng),潛能有望進(jìn)一步釋放。
滿(mǎn)足舒適性高要求,非金屬材料成關(guān)鍵角色
在電動(dòng)化、智能化趨勢(shì)發(fā)展的同時(shí),汽車(chē)舒適性要求也在快速提升,已成為影響汽車(chē)消費(fèi)者購(gòu)車(chē)決策的關(guān)鍵因素。
漢高粘合劑技術(shù)汽車(chē)OEM亞太工程總監(jiān)Dale Jamieson指出,影響乘客舒適度的因素有些是顯而易見(jiàn)的,例如座椅加熱器、多區(qū)域空調(diào)、一鍵啟動(dòng)等,但有些則不太明顯,比如NVH(噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度)。具體來(lái)看,這主要可分為兩方面,首先是結(jié)構(gòu)噪聲,這是指車(chē)身本身產(chǎn)生的噪聲,其次是風(fēng)和空氣的噪聲,這是指汽車(chē)在行駛時(shí),通過(guò)車(chē)身的噪聲和空氣。
這對(duì)非金屬材料提出了更高要求,不僅要在兼顧碰撞、安全等性能的前提下實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化,還要滿(mǎn)足更高的NVH的要求。事實(shí)上,從前文我們已可以看到,在相關(guān)材料解決方案中,NVH已經(jīng)是關(guān)鍵考慮因素之一。
而就漢高而言,在這方面已經(jīng)具備了諸多解決方案。據(jù)悉,漢高的解決方案可以減小結(jié)構(gòu)噪聲與風(fēng)噪,幫助提高乘客的舒適度。例如可提高車(chē)輛彎曲與扭轉(zhuǎn)剛度的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)件以及有助于在高速行駛時(shí)吸收車(chē)頂或車(chē)門(mén)面板振動(dòng)的高阻尼泡沫。此外,為了幫助減小風(fēng)與空氣噪聲的影響,漢高可提供密封膨脹膠塊,作為有助于抑制噪聲傳播的3D零件,漢高還擁有可泵送的立柱發(fā)泡密封材料,可以在焊裝車(chē)間內(nèi)使用填充鈑金間隙,以阻止噪音的傳播。
漢高高阻尼泡沫可取代隔振膠泥;圖片來(lái)源:漢高
具體來(lái)看,漢高高阻尼泡沫(HDF),可取代隔振膠,淘汰丁基橡膠墊,同時(shí)達(dá)到或超過(guò)原有NVH性能,可顯著減少轟鳴、雨滴、路面噪聲。另?yè)?jù)了解,其膨脹率為10%至30%,具備減重和降本的潛力,可泵送,支持全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn),可支持有效的膠珠和輕觸應(yīng)用,以減少試錯(cuò)。
漢高隔音密封膨脹膠塊和膠帶,則可填充型腔間隙,防止空氣和噪音進(jìn)入。兩者均具備可變膨脹率,實(shí)現(xiàn)靈活設(shè)計(jì)。其中,膨脹膠塊可密封25毫米以上的大型腔,膨脹率為400%到2500%,支持可泵送應(yīng)用,隔音膠帶可密封1.4至22毫米的間隙,膨脹率為200%至1000%。
此外,漢高可泵送和擠壓密封劑,可防止水、風(fēng)和煙氣侵入,密封接縫和焊縫,膨脹率從0到300%,應(yīng)用于儀表板,車(chē)頂集管、門(mén)檻板、尾燈開(kāi)口等。
漢高可泵送和擠壓密封劑應(yīng)用范圍;圖片來(lái)源:漢高
以上雖只是部分產(chǎn)品案例,但已可見(jiàn)相關(guān)產(chǎn)品對(duì)提升整車(chē)NVH以及乘客舒適度的關(guān)鍵作用。而在這些產(chǎn)品背后,是漢高多年來(lái)對(duì)新材料開(kāi)發(fā)的重視,試圖降低或消除噪聲源并優(yōu)化車(chē)內(nèi)噪聲傳遞路徑。據(jù)了解,漢高遍布全球的聲學(xué)中心,可以提供工程與物理評(píng)估服務(wù),幫助相關(guān)企業(yè)在正確的位置選擇正確的材料。
Dale Jamieson表示:“漢高有能力通過(guò)CAE仿真分析幫助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。我們可以確定需要將材料分配到車(chē)輛的哪些部位,并且能夠利用材料特性來(lái)確定將哪些適合的材料添置到車(chē)輛的哪些部位。我們還能夠通過(guò)廣泛的定性與定量分析設(shè)備幫助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),包括激光測(cè)振儀、混響室和消音室,以便最準(zhǔn)確地確定改進(jìn)這些方面的方案。通過(guò)充分利用我們的NVH產(chǎn)品組合,我們可以真正幫助提高未來(lái)車(chē)輛的乘客舒適度。”
綜合以上,非金屬材料不僅可減輕車(chē)重、降低成本,在提升安全性、改善舒適性等方面也極具優(yōu)勢(shì)。不僅如此,在漢高這類(lèi)頭部廠商的帶動(dòng)下,相關(guān)產(chǎn)品持續(xù)創(chuàng)新,如上優(yōu)勢(shì)正變得更為明顯。也正因如此,當(dāng)電動(dòng)化、智能化等新趨勢(shì)愈演愈烈,非金屬材料有望以前所未有的速度被應(yīng)用在汽車(chē)中,扮演著越來(lái)越重要的角色。
來(lái)源:蓋世汽車(chē)
作者:Mina
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