丰田Supra“翘臀”并非铝合金和碳纤维打造,复合材料了解一下?

丰田Supra“翘臀”并非铝合金和碳纤维打造,复合材料了解一下?
2020-05-21 10:53:57 AutoLab汽车实验室

为什么大家经常看到设计师手中的草图都很漂亮,但到了量产车后表现就一般?

其中一个主要原因是,设计的线条可以很大胆很美,但现实中限于技术和成本,无法冲压出这么漂亮的造型出来。

丰田Supra“翘臀”并非铝合金和碳纤维打造,复合材料了解一下?

一直以来车身都是由钢板冲压而成,但钢材无法冲压成非常复杂的造型,所以未来汽车在寻求新的材料。新材料大方向要求有两点:一是满足结构强度的同时要更轻量化,二是必须可以方便塑造特殊的外形。

于是大家想到了铝合金和碳纤维。

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铝合金工艺的捷豹XE尾门

世界上采用全铝合金制造车身的不多,主流是奥迪和捷豹路虎,还有蔚来一些造车新势力和法拉利等个别超跑。在捷豹XE的宣传中,就特别强调了非常性感的车尾——把后扰流融合到尾门盖板上,这得益于铝合金材料的可塑性。

但铝合金车身近年不那么流行了,原因是成本非常高,而且后期维修成本也高。而至今仍无法大批量生产的碳纤维,成本高昂只能用在个别顶尖的高性能车上。

而随着化学材料的进步,近年又出现了一个新的车身材料——复合材料。

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丰田Supra(配置|询价)

丰田旗下最高性能跑车Supra,拥有一个非常夸张的造型,特别是一个引人注目的“翘臀”设计。大幅上翘的尾门外形既是满足造型设计,也是把后扰流融合到车身设计中的典范。

不管它漂不漂亮,但这给了车身制造提出了非常高的要求,因为几乎没有另一辆车有这么夸张的设计。即使是铝合金,也会很困难。

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而专业的做法是,在尾门上采用传统的金属加固材料,再用复合材料覆盖,但这会仍然会增加车重。丰田Supra制造由麦格纳代工,于是麦格纳想到了一个全新的技术方案——复合材料立体框架。

复合材料立体框架制造视频

这款“翘臀”尾门的结构是由复合材料立体框架组成,实际是先由泡沫芯制成的管状框架,再采用连续玻璃纤维进行缠绕,最后注入聚氨酯热固性树脂组成。它的制造过程有点像碳纤维,但本质是不同的东西。

丰田Supra装配了麦格纳的复合材料立体框架之后,其车辆结构既能够满足汽车制造商的性能要求,同时又比采用钢制框架的传统工艺减重了10%。对于跑车来说,这点重要也要抠的。

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麦格纳奥地利格拉茨工厂代工生产丰田Supra

麦格纳位于捷克利贝雷茨市的外饰团队,完成了这款立体加强尾门方案的研发和生产,再由位于奥地利格拉茨的整车代工团队则将其进行组装,完成Supra超跑的整车装配。

复合材料有时候无所不能,除了能做车身覆盖件,更高强度的复合材料还能做悬挂结构部件。

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理想ONE

最近很火的造车新势力理想ONE,它的下主摆臂看就是采用复合材料和钢结构混合制造,虽然这事情看似不太靠谱,但理想汽车解释包括特斯拉在内都采用了复合材料的结构件。

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复合材料叶片弹簧

事实上采用复合材料做悬挂,雪佛兰科尔维特和VOLVO部分车型一早就这么干了。例如现款沃尔沃XC60(配置|询价)悬挂就是采用一种复合材料叶片弹簧(Composite Leaf Spring)。

但在未来,复合材料主流方向相信并非悬挂结构件,像丰田Supra那样的为了减重的车身部件,才是大规模替代金属材料的应用方向。例如日产奇骏(配置|询价)的后举升门就是复合材料。

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日产奇骏复合材料后举升门也是由麦格纳专门的工厂制造,复合材料举升门的优势:避免了生锈、车身后部的减重(相比金属件有25%到30%的减重)、复合材料可以实现复杂造型的技术。

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日产奇骏

不仅如此,随着电子化的进程,SUV的后门内除了LED车灯,也会嵌入很多摄像头、雷达传感器等部件,如果这部件由第三方工厂独立生产,再模块化地送往主机厂组装,将减少很多生产流程。

未来汽车新材料,应该就是像奥迪所提出的“在适合的地方用适合的材料”。铝合金和碳纤维依然在高端产品中占一席地位,不同刚度的钢材依然是主角,而未来化学工业驱动下的复合材料,由于在减重和成本方面的优势,也将越来越受欢迎。

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