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超輕車輛設(shè)計：
采用先進的汽車合成技術(shù)克服設(shè)計阻礙
1. 介紹
先進高分子復(fù)合技術(shù)有幾個好處，包括部分合并和高能量吸收、造型靈活、良好的噪音/震動/生硬(NVH)特性、優(yōu)良抵抗腐蝕，適合眾多的汽車，此外，由于加工材料技術(shù)的進步，又由于樹脂及纖維成本低、性能高，需要非常低投資成本，使先進復(fù)合技術(shù)大量應(yīng)用于如樹脂轉(zhuǎn)移成型(TV)一樣的低壓制造過程。
此外，汽車設(shè)計的最近發(fā)展所需要的先進復(fù)合技術(shù)在潛在動力上有最大的好處：能夠大規(guī)模減少。超輕雜交車的設(shè)計，如落基山研究所的“超輕車輛”的概念，必須有嚴格的質(zhì)量優(yōu)化，尤其是汽車任期未完機構(gòu)及其底盤。不過，使用先進的合成汽車帶來了明顯的問題：如果是這樣美妙的先進復(fù)合材料，為何不使用呢？除少數(shù)特殊組件產(chǎn)品車等，全系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的1991超輕概念車、汽車工業(yè)已避開使用先進的合成技術(shù)。作為回應(yīng)，組織針對汽車工業(yè)等合成汽車集團(ACC)和制造合成，包括一些NIST在先進技術(shù)計劃(ATP)，核心是執(zhí)行戰(zhàn)略，加快一體化、結(jié)構(gòu)先進復(fù)合汽車。但行政協(xié)調(diào)會的重點是綜合應(yīng)用像專欄貨車一樣自動保障的資金，同時改進設(shè)計制造過程的變化，說明了一體化發(fā)展戰(zhàn)略。同時采取循序漸進的辦法，在短期內(nèi)可能減少，但未必是最佳的長期戰(zhàn)略來克服障礙。正如結(jié)合超輕機構(gòu)混合提供“跨越式”的辦法，提高燃料效率和減少排放，所以整個系統(tǒng)采用復(fù)合的超輕技術(shù)是最好的實施。對汽車、跨越式混合方式可提供整合的利益，減少風險和不確定性既陌生的材料和技術(shù)。以先進的材料、跨越式的做法，可以防止“不成立”的局面，另外，有可能跨越式發(fā)展的方針會使市場數(shù)倍上升，實現(xiàn)產(chǎn)品規(guī)模降低成本。于是在一部分材料被代替的時候一種先進的材料將進入BIW：需要采用全平臺設(shè)計來替代材料，提高使用材料的好處，同時盡量減少和消除潛在的許多成本。
2. 量產(chǎn)技術(shù)
BIM是如何取得競爭力量。沒有答案，很深的潛力，先進的裝配制造技術(shù)，技術(shù)選擇的多樣性和不確定性增加了活力。同時，需要精密設(shè)計先進高分子復(fù)合技術(shù)利用獨特的特性，如輻射、大量制造和組裝技術(shù)。
2.1 原料
高分子復(fù)合纖維以矩陣形式加固的樹脂。重要的是包括原料成本選擇，符合加工技術(shù)、機械性能、環(huán)境、回收。
2.2 塑造
在塑造各種業(yè)務(wù)，并形成中間纖維樹脂、合并，并形成了豐富的形式塑造成洞。 一個全復(fù)合BIW打造復(fù)合液體(LCM)，樹脂轉(zhuǎn)移成型(TV)，結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射成型(SRIM)，通常被認為是最有希望的過程。樹脂因其粘度低，雙方可以輪流使用，但可周期性調(diào)整。不再需要LCM，這可以包括各種形式的中間纖維。如上所述，先進的復(fù)合BIW可能不再使用較復(fù)雜，高纖維的性能。壓縮成型，通常用單塑造復(fù)合(SMC)，是一種高壓過程，降低循環(huán)時間，更好地完成，在目前鋼材的基礎(chǔ)設(shè)施中它遵循BIW應(yīng)用。 但是全面壓縮-BIW塑造，因為它的重量，可能無法獲得足夠的配合混合動力。有些企業(yè)，例如樞紐工程的伯班克、加利福尼亞、發(fā)展壓縮,塑造復(fù)合BIW設(shè)計，有較成熟的制造技術(shù)，如性能似乎更適用于全合成BIW。
2.3 技術(shù)壁壘
總體戰(zhàn)略設(shè)計與綜合BIW，但綜合上述規(guī)定的基本技術(shù)進步使生產(chǎn)量BIW。每個需要不同程度的改進，但似乎沒有遇到棘手的技術(shù)壁壘：要求實施優(yōu)化整合，而不是技術(shù)發(fā)明。
2.3.1 碳纖維成本
在商業(yè)應(yīng)用碳纖維復(fù)合中碳纖維成本通常稱為最難對付的障礙。為碳纖維昂貴的前身低量，使專用設(shè)備的成本高昂。不過，國內(nèi)廠商企業(yè)，諾貝爾公司提供低成本。目前纖維價格持續(xù)低至$17.60/kg。此外，產(chǎn)量較高，需要資金和勞動力成本較低的單位。高生產(chǎn)量很快就可以實現(xiàn)了。其策略可以克服障礙的成本，提供先進的合成推動低成本纖維市場。
2.3.2 預(yù)制
纖維制造復(fù)雜困難，在大量先進復(fù)合制造中碳纖維成本為主要技術(shù)壁壘。普林斯頓的未來汽車優(yōu)先技術(shù)研究最近作了必要的研究和創(chuàng)新。目前，汽車工業(yè)青睞用玻璃纖維或連續(xù)纖維物質(zhì)，如上所述，大量的大規(guī)模優(yōu)化BIW。是共同的航天戰(zhàn)略應(yīng)用，奠定了太過緩慢而昂貴的轎車。雖然這個過程中，不能用碳密集欄。凈創(chuàng)造型纖維、快超音波切割、繁殖方式以減少廢物利用，可補充縫隙。顯然，有大量復(fù)雜的纖維前端設(shè)計等問題，然而，這些過程都具有有效性：既減少紫外線燈和超聲不再是用來制造復(fù)雜的光束施海濱緩沖器。
2.3.3 表面質(zhì)量
由于復(fù)合技術(shù)需要一個階級結(jié)構(gòu)與表面復(fù)合,產(chǎn)生了很大的阻礙與高纖維成分。如果是用來捕捉軟件工具或戰(zhàn)略優(yōu)勢，以確保符合電子束治療的周期時間減少，獲得高級的表面變得更加復(fù)雜和重要。
而階級的結(jié)構(gòu)面難以復(fù)合，但絕非不可能。在縫隙結(jié)構(gòu)上復(fù)雜纖維弄濕有出乎意料的平面，因為它是由單向?qū)咏M成，因此。樹脂的一致性和切削表面質(zhì)量，可以簡單地節(jié)約投資和運行費用。更簡單的方法也可以避免采用一種專利塑造一個階級聚合物產(chǎn)品，或者注入熱塑。
3 克服障礙
這些調(diào)查結(jié)果導(dǎo)致有些障礙，因為“采用復(fù)合結(jié)構(gòu)面臨多重障礙，沒有一個簡單的應(yīng)急措施迅速加緊部署”但盡管復(fù)雜，實施細節(jié)比較簡單，如果聯(lián)合國預(yù)計，將先進的理論框架復(fù)合。最有效的方法來克服障礙似乎是取代現(xiàn)今的增量?！巴芴狈绞皆O(shè)計，高性能原料，現(xiàn)有生產(chǎn)方式，從簡單的組裝和進程。它擁有許多方法繞過障礙，改變汽車工業(yè)先進復(fù)合態(tài)度，立即變成有利可圖的機會。如何克服是調(diào)查的主要障礙。
3.1 成本
部分鋼鐵替代合成復(fù)合不可能在市場上決定價格，通過便宜的制造或通過節(jié)省汽油，即使節(jié)省鋼材本身幾乎沒有作用。繼續(xù)取代昂貴的材料，因此，在內(nèi)容方面，卻難以或無法量化組裝節(jié)省成本。最后，將綜合部門在整個鋼鐵組裝成本可以提高，特別是混合更長的時間周期。因此，在經(jīng)濟一體化的要求下，往往壓縮塑造，導(dǎo)致部分需要的結(jié)構(gòu)與性能得到最佳的應(yīng)用。相反，凈化全平臺設(shè)計能夠大幅度削減產(chǎn)量計算部分，規(guī)模和復(fù)雜性： BIW只有少數(shù)地區(qū)將努力降低問題的嚴重性.物資采購應(yīng)特別折扣，并通過提高產(chǎn)量、降低市場價格?？蓛?yōu)化生產(chǎn)量和市場需求，為了方便，而不是人為地抬高鋼鐵的價格，以滿足需求?？梢员Ａ魪椥陨a(chǎn)不僅在數(shù)量上而且在造型上。最后，BIW通過制造更小、更簡單的生產(chǎn)線和其他部件，縮短生產(chǎn)周期時間，提高生產(chǎn)靈活性。
3.2 安全
他們極易成為適合傳統(tǒng)安全設(shè)計模式，尤其是采用鋼材為主的設(shè)計師，他們把其合成“黑鋼”。綜合設(shè)計不產(chǎn)生模糊部分，創(chuàng)造了優(yōu)良印象。然而，清潔設(shè)計全方位BIW復(fù)合材料可以利用這些'特殊財產(chǎn)。相當于一個超輕混合車輛安全使用的材料和設(shè)計優(yōu)勢，以彌補輕質(zhì)量，新的設(shè)計方法只有在執(zhí)行制度的水平，而不是僅在個別部件。
3.3 風險
比較常見的危險是全方位的綜合BIW固有的風險，而且往往招致本BIW產(chǎn)業(yè)布局限制。它具有高固定成本和低可變成本銷售額利潤，只有需求收入上不去。此外，大型生產(chǎn)經(jīng)營推向高固定成本，并減少各種模式使其更加成功，每個市場的風險模式。 生產(chǎn)周期長也使新模式落后，所以要進一步提高對災(zāi)害的風險投資。部分常規(guī)型采用合成,被迫用同一個模式，可以進行類似的風險投資。此相反，先進復(fù)合的戰(zhàn)略優(yōu)勢，正好可以提供風險狀況。廉價制造的工具可以少部分材料價格，每部分只有一個定價。 生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的固定費用低，具有較高的可變成本。固定成本低很多可以允許和鼓勵不同經(jīng)營高產(chǎn)品多樣化的市場風險組合。周期極短，切削工具，經(jīng)常更換或翻新很快，不斷改進和加強市場配套發(fā)展?？梢匝杆俨槊鞑⒊晒Φ乩?。
4 結(jié)論
科技競爭需要的大量生產(chǎn)汽車技術(shù)已經(jīng)被BIW基本上到手。要進一步優(yōu)化科技發(fā)展，但是，作為工業(yè)發(fā)展的正常趨勢：從技術(shù)進步需要有足夠的優(yōu)化生產(chǎn)需要，而不是一個重大障礙。汽車工業(yè)的真正障礙是理解不熟悉的原因，例如先進合成、越級設(shè)計采用的方法，大量運用于合成出的先進技術(shù)。漸進策略可降低短期風險，而且可能導(dǎo)致失敗。
同時了解商品整體系統(tǒng)設(shè)計，復(fù)合簡單，逐漸克服文化慣性將涉及復(fù)雜的、詳細的多層次戰(zhàn)略。主要措施包括不限于對汽車工業(yè)的先進材料戰(zhàn)略利益設(shè)計；建立共同的材料、工藝、測試技術(shù)數(shù)據(jù)庫，以便規(guī)范和統(tǒng)一市場；合作企業(yè)的先進材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展、優(yōu)化設(shè)計等BIW領(lǐng)頭的ULSAB；協(xié)調(diào)長期合作的汽車產(chǎn)業(yè)的思路和先進的合成平等伙伴關(guān)系；重點項目戰(zhàn)略和行政協(xié)調(diào)會組織，如自動保障部門從具體到全BIW設(shè)計；期貨市場的建立，為穩(wěn)定物價的物質(zhì)?？傮w而言，市場潛力迅速形成， 超輕混合的車輛提供了強大的動力，發(fā)展大規(guī)模優(yōu)化，所有要先進BIW復(fù)合。此外，潛在競爭力的決定性生產(chǎn)、銷售的優(yōu)勢，全系統(tǒng)設(shè)計和網(wǎng)型、靈活、快速生產(chǎn)周期使生產(chǎn)超輕混合的車輛吸引外來司機，甚至讓他們?nèi)コ浞盅h(huán)，促使超輕混合的車輛生產(chǎn)。雖然采用清潔方式設(shè)計和材料選擇是一個公認的高度不確定性，短期內(nèi)，隨著時間的推移這些采用漸進策略可能會付出更大的危險：未能帶領(lǐng),更不用說迅速效仿競爭對手。汽車工業(yè)尤其危險，因為在這種情況下，多潛在的對手可能尚未出現(xiàn)。但過去的創(chuàng)新，例如，基因影響，福特汽車綜合密集、克萊斯勒和愛國者，證實了遠見和意愿， 正確的越級設(shè)計策略加上技術(shù)可以迅速轉(zhuǎn)化為學習和成功的產(chǎn)品。有遠見的領(lǐng)導(dǎo)人在美國先進材料和汽車工業(yè)已開始認識并迅速采取行動，堅決奪取新的制高點第一。 這很可能成為1990年及以后的全國最佳工程材料及過程。
參考資料
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