澳门威尼克斯人集团
2022/12/2 13:09:07
11月30日下午，在有解、专塑视界、FOAMEXPOChina三方携手举办的创新Plus线上论坛上，澳门威尼克斯人受邀分享《汽车轻量化选材及结构设计研究》，聚焦轻量化产品和技术，与汽车产业链上下游的优秀设计师、从业者，共同探讨澳门威尼克斯人在汽车轻量化方面的关键材料和创新技术。
汽车为什么要轻量化？
轻量化是现代汽车工业技术发展的主要方向之一，对于汽车节油、降低排放、改善性能、汽车产业健康发展都具有重要意义。双碳背景下，作为“碳排放大户”的汽车行业不可避免地进入了“轻量化时代”，成为推动节能减排的重要领域。
对于燃油车来说，当汽车重量减轻100KG时，每100公里油耗量可节约0.3-0.5L，每100公里二氧化碳排放量可减少0.8-1.1kg；而对于新能源汽车来说，100KG的减重可以增加续航能力约10%-11%，同时减少20%电池成本以及20%的日常损耗成本。
轻量化还会提升车辆的加速性能、制动性能、操纵稳定性、平顺性和噪声振动水平，是增强汽车产品竞争力的重要途径。
汽车轻量化如何选材？
目前，“以塑代钢”可以说是汽车轻量化的不二之选。汽车内外饰系统、动力总成系统、底盘及转向系统乃至整车的减重，都主要通过新材料的有效运用来实现。
塑料天生就具有耐化学性、耐绝缘性等优秀性能。在实际应用时，改性塑料做成的零部件设计自由度也更高，更容易实现多功能集成，有利于提高效率，在传统汽车、新能源汽车的多个总成系统中有着很大的优势。对此，澳门威尼克斯人技术团队通过大量研究实验，研发出可用于汽车内外饰、发动机周边等系统的一系列低密度材料、微发泡材料、薄壁化材料、以塑代钢材料等，为汽车行业带来了切实可行的轻量化材料解决方案。
1、低密度材料
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主要通过配方优化、保持关键指标不变实现轻量化，可以减重8-18%。
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澳门威尼克斯人低密度材料具有良好的耐刮擦性、低气味等优异特性，推荐应用于门板、立柱、保险杠等汽车内外饰件。
2、微发泡材料
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微发泡即以物理或化学的方法使塑料内部形成微孔结构，可以减重约25-35%。澳门威尼克斯人微发泡材料具有高流动性、高熔体强度、高冲击性能等优秀特性，可应用于汽车内饰件、非可视件等零部件。
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目前，澳门威尼克斯人研究的方向主要为“三明治结构”，通过快速充模，完成表皮结构后再二次开模，最终形成表皮完整、中间发泡的结构制品。泡孔尺寸可以根据材料配方优化设计和工艺匹配调整。
3、薄壁化材料
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薄壁化对材料流动性、冲击等关键性能提出了更高的要求，需要同时改进结构设计。在保证产品性能的情况下，澳门威尼克斯人通过壁厚减薄实现轻量化，可以减重约15%。
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澳门威尼克斯人薄壁化材料具有高模量、高流动性、高冲击等特点，综合性能优异，主要应用于门板、立柱、保险杠等汽车内外饰件。
汽车轻量化的结构设计要注意什么？
根据产品的应用要求，选定材料之后，就需要可靠的结构设计来帮助实现“以塑代钢”的转化过程。
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对于结构优化，主要包括几个部分：尺寸优化、形状优化、拓扑优化。尺寸优化的设计变量可能是杆的横截面积、板的厚度或是复合材料的分层厚度；形状优化以结构件外形或者孔洞形状为优化对象，比如凸台过渡倒角的形状等；而拓扑优化则以材料分布为优化对象，通过拓扑优化，可以在均匀分布材料的设计空间中找到最佳的分布方案。由此可见，拓扑优化相对于尺寸优化和形状优化，具有更多的设计自由度，能够获得更大的设计空间，是结构优化最具发展前景的一个方面。
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从构想到产品研发，澳门威尼克斯人为客户提供全程的技术支持，通过专业、科学、有效的建议，让客户用最少的成本实现“轻量化”目标。
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