目前,世界各大品牌汽车公司都在有针对性地研发和应用新型汽车材料,以提高汽车的质量,减轻汽车的重量,减少燃油消耗,提升结构强度,完善噪声、振动、冲击指标,实现节能、安全、轻型、舒适、环保等目标。
1)新材料回收再利用。在汽车造型设计中应考虑新材料的回收和再利用。目前,汽车上约占自重25%的材料无法回收再用,其中,塑料、橡胶、玻璃与纤维各占1/3。因此,汽车材料的回收再生成为一个重要的研究领域。当前,一般有以下几种方法:颗粒回收,重新碾磨;化学回收,高温分解;能源回收,将废弃物改为燃料。汽车材料回收效果较好的国家为德国与日本。
2)减少材料的品种。未来汽车造型所用的工程塑料类型,将会发生巨大的变化。目前,工程塑料汽车高分子材料组成较多。各大汽车公司都积极致力于减少车用塑料的种类研究,力求使其通用化、标准化、系列化。这将有利于材料的回收再生和生态环境的保护。
3)降低成本。通过对汽车造型新材料的价值分析,降低成本的主要途径是用新材料逐步代替老材料。同时新材料的成本也会相应降低。作为主要新材料的高强度钢、玻璃纤维增强材料、铝和石墨增强,其成本分别为普通碳钢的1.1倍、3倍、4倍和20倍。所以只有大幅度降低这些新材料的制造成本,才可能使诸多新材料进入批量生产。如玻璃纤维增强材料及碳素纤维,将在成本上成为钢材的有力竞争者,虽然它的重量减轻有限,但成本降低、价格低廉。(www.daowen.com)
4)研发先进制造工艺。新技术、新工艺的产生,为汽车造型新材料的应用开辟了美好的前景。例如,车身轻量化设计的连接工艺的突破。德国某汽车公司在大批生产的轿车上采用CO2激光束焊接,与传统的焊接工艺相比,焊接成的高强度钢板车身的强度提高了50%。
5)改变车身设计的优化设计法。CAD、CAF、CAM等计算机辅助设计、计算机辅助制造的应用,对传统的汽车造型设计方式和制造方法产生了重要影响。汽车造型材料的加工工艺也将随之发生变化,为新兴汽车材料的发展奠定了的基础。
在汽车造型中大量采用新型材料后,传统的车身结构及其设计方法可能不再适用,取而代之的是一种基于生物学增长规律的形状优化设计法,这种设计方法既能减少零件数量,又延长了零件的使用寿命。此外,采用新的设计方法还能使车身零件数大幅度减少,这说明轻量化设计具有极大的潜力。在汽车向着节能、轻型化发展的当今社会,很多汽车厂家力求以塑料取代钢板制造车身本体。最新研发的新型材料车身,有塑料车身、玻璃钢车身、陶瓷车身以及全铝车身等。旨在实现轻量化、少耗能、易回收的目标。
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