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为什么奇瑞捷豹路虎能造出全铝车身的汽车 
(发布日期:2017-4-17 10:57:36)
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  故事就从十九世纪末那辆著名的斯蒂庞克汽车——第一辆“铝制马车”开始说起。世界上最大的马拉马车和四驱车制造商斯蒂庞克,用67公斤铝材把一辆马车打造成一个轻而美的机器。一切看起来都很美好,却有一个无法跨越的障碍——这辆用来展示的马车价值高达2110美元,这在1893年已经几近疯狂,比普通材料打造的马车造价要高出十倍多。当这辆车展示给公众时,距离美国化学家查尔斯马丁霍尔研究出炼制铝的经济方法差不多有7年。
  
  此前,冶炼铝的技术非常落后,铝这种轻量级金属材质的价值,几乎等同于金银、白金,贵族们看上了它,就拿来造点儿饰品,贵族们出门不戴金子不戴银子,就带个大铝链子,高贵。法国皇帝拿破仑三世还专门造了个纯铝生产厂,平时吃个饭都用纯铝的盘子叉子。  

  后来,霍尔的方法,让铝材质的大规模生产成为可能,并由此促进了铝在其他方面的许多发展。  

  这里不得不提到铝不喜欢单身,它找到了亲爱的镁、硅、铜等,合体后就脱胎换骨,成为了宇宙无敌金属天团——铝合金,一跃成为媲美钢材的硬汉子,同时,质量却是轻的令人难以置信。于是,它登上了自己的舞台,比如造飞机。  

  莱特兄弟制造的世界第一架飞机就包含了一个13.5公斤铝合金壳,之后20年代又出现第一架全铝飞机。再后来,铝合金就在飞机材料中大量运用。以现在波音747为例,它包含有75吨的铝。  

  说完飞机,再回到汽车,这可是消费了世界上大量铝材的行业。又硬又轻又耐腐蚀又可塑性高的铝合金,现已加入汽车生产材料套餐,初级阶段是在车身构件、装饰件、发动机、轮毂上大量使用,到现在,则以全铝车身实现最大程度的减重。  

  很多汽车比如奥迪A8、凯迪拉克CT6等,都采用了铝制车身。但捷豹在铝制车身领域开始得更早,早在1929年,捷豹汽车的车身设计与众不同,并使用铝面板,比同时代用织物型架构的汽车更持久耐用。全铝车身为汽车带来的最大好处是轻量化,在保证安全的情况下提升了汽车的动力性和燃油经济性,更轻的车身,也带来操控的方便和制动的精确。  

  既然全铝车身那么好,为什么车企不把车子的钢铁构造都换成铝呢?  

  目前,全球使用全铝车身技术的汽车比例依然不足1%。不是车企不想高大上,是因为成本控制。一方面,钱的问题,材料成本不便宜,一般铝板件材料成本将比普通钢板增加2-5倍。这个成本差异对于普通车型来说显得有些可怕。另一方面,铝合金工艺复杂、技术要求高的“怪”脾气不是谁都能驾驭,这也是汽车工程师对它又爱又恨的原因。  

  截至目前,已经国产的车型中只有全新捷豹XFL采用全铝车身技术。既然这么难,奇瑞捷豹路虎凭什么能造出全铝车身的汽车?  

  前面说到,捷豹是全世界铝合金造车技术最成熟、铝合金车产量最大的汽车品牌,国产后,奇瑞捷豹路虎理所当然地把最先进、智能、环保的高端铝材技术引入中国,建立起了一个国内首家专制全铝车身车间。  

  参观了那么多汽车工厂,究竟它和传统车身车间有什么不一样?带着诸多疑问,我走进了这家位于江苏常熟的奇瑞捷豹路虎生产基地,惊奇地发现很多传统的场景都不见了。  

  一、拼装车间没有一丝火花飞溅  

  常熟工厂车间内,与传统的车身焊装车间最大的不同是,现场在生产当中并没有想象中火花四溅的情景,火花少最直接代表着产生的销烟、灰尘就会少。 
 
  这是由于它采用了“自冲铆接”的工艺。自冲铆接技术为冷连接技术,车身连接处不会产生热变形,无飞溅产生,仅需气源,无需循环水冷却,整个过程无任何污染物产生,比传统焊接节能70%。  

  铆接可能大家比较陌生,焊接都懂,钢车身比较常见的工艺就是焊接了,焊接有很多缺点,例如应力集中、工艺缺陷多、如果长时间在振动环境下,容易产生裂纹,疲劳断裂。奇瑞捷豹路虎就率先把铆接胶合技术应用到汽车制造行业。自冲铆接技术是航天级的技术,所有的飞机的外蒙皮,上面密密麻麻的铆钉就是这样的技术。 

  铆接技术有哪些优势呢?首先,奇瑞捷豹路虎常熟生产基地的伺服电机已经达到60~80KN的压力,无需预留孔,可以将铆钉直接压入待铆接板材,成型后,充盈于铆模之中,这样不需要热源的铆接技术避免了车身材料在连接处的热变形。通过这种方式打造的车身拥有更高的抗疲劳强度和静态紧固力。车辆遭受外来撞击时,使用铆接技术连接的车身能承受更长时间和更剧烈的碰撞。 
 
  那么铆接的密封性如何?铆接板件在铆接点之间会有间隙,而这个间隙会影响整车的NVH特性,然而在奇瑞捷豹路虎有一个秘诀,就是车身结构的黏合剂,通过与车身结构黏合剂的组合使用,不仅能把振动和噪声堵死,车身连接强度可增大至单纯铆接强度的2至3倍。  

  二、355台默默工作的机器人  

  全铝车身车间占地48384万平方米,奇瑞捷豹路虎给到了工人一个宽敞到“奢侈”的工作和休息区域。但重点不是这个车间的面积,而是这个车间的技术含量大到让人惊诧。 
 
  纵观整条生产线,大量来自ABB公司的、Henrob公司提供的供钉系统及铆枪,以及SCA公司的涂胶系统在有条不紊地协同合作,自动化程度非常高。 
 
  比如焊装车间有307台“瑞典ABB”机器人手臂,平均120秒焊装完成一台车;冲压车间自动化率达90%,拥有国内最快的压机线,只需3秒便可出一个件;环保性强的涂装车间废水排放接近0,干式喷漆系统实现95%的空气可循环;至于全铝车间,自动化率达到了100%,像捷豹XFL车身上共有2754个铆点,这2754个铆钉都是由335台铆接机器人完成。  

  本来,大规模自动化生产是为把人从劳累的体力劳动解放出来,到现在机器人的数量往往成为衡量汽车生产企业工艺水平的重要标准。有了足够多的机器人就可实现大规模生产,可以保证产品品质的一致性和稳定性。它还可以让生产更有效率,比如在新车型和新工艺出来时,只用调整电脑程序,节约了人工培训的周期。  

  三、可以循环再使用的铝  

  铝还有一个优势就是没有限定使用次数,可以循环利用。举个例子,75%来自1888年的原铝,目前仍然在投入生产运用。它不像钢那样容易锈蚀,而且通常应用于全部材质主要都为铝的结构上,这让分离变得简单。但是铝材质在循环利用之前要细致的挑选,这是一个技术难题。  

  毕竟这是做车,不是做易拉罐,甚至车身的不同部位,都要选择不同的铝合金材料,从而保证车身的刚度、连接性和吸能性能。 
 
  所以,奇瑞捷豹路虎找来了诺贝丽斯来一起解决这个问题,诺贝丽斯是谁?它是全球领先的高端铝压延产品顶尖生产供应商,为全球汽车市场供应铝压延产品。  

  他们共同开发了一种高强度铝合金——RC5754,它的屈服强度可以达到105-145兆帕,抗拉强度也达到了220兆帕,它在强度、耐腐蚀性、连接性及成型性等方面表现出众,在全新捷豹XFL所使用的这种新型材料含有75%的回收铝,并且可以实现闭环再回收,极大地提高了材料的利用率。 
 
  再回到一个很多人都关心的问题:使用这么高精尖的材料,那么全铝车身修起来贵吗?首先,奇瑞捷豹路虎使用全铝技术的汽车,其侧围和覆盖件都非常容易维修,和常规汽车维修起来并没有差异。再次,所有的零配件的生产已经完成了本地化,成本方面已有很好的控制优势。同时,全国各地的经销商,也可以非常便捷的获得零配件和配件,进行维修。  

  参观完奇瑞捷豹路虎常熟生产基地,感觉它就像一个英国绅士一样彬彬有礼,不慌不乱地完成每一台车的诞生过程。科技、环保、人性化是它的标签,显然,它已经走在了国内汽车制造商的前头。  

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