汽車輕量化一直是汽車界的重大議題之一,而新能源車對(duì)車身輕量化需求更大。如今,汽車早已經(jīng)走上材料多元發(fā)展,但高性能復(fù)合材料是否可以加速運(yùn)用在汽車領(lǐng)域上呢?
就此議題:中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員祝穎丹,瀚森化工中國(guó)區(qū)汽車業(yè)務(wù)市場(chǎng)部經(jīng)理徐恒志,上海克勞斯瑪菲機(jī)械有限公司反應(yīng)成型技術(shù)部銷售總監(jiān)張照將,恒神股份董事長(zhǎng)錢京發(fā)起了討論,主持人為國(guó)際先進(jìn)材料與制造工程學(xué)會(huì)(SAMPE)北京分會(huì)副主席崔振進(jìn)。
崔振進(jìn):新能源汽車輕量化給碳纖維復(fù)合材料帶來(lái)了這樣一個(gè)機(jī)遇,位于高性能復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用,各位認(rèn)為最大的挑戰(zhàn)是什么?
錢京:我覺(jué)得在汽車領(lǐng)域最大的挑戰(zhàn)其實(shí)就是成本,雖然我們說(shuō)的是成本,但是成本背后隱藏著很多,首先材料的成本,材料的成本包括漢森的機(jī)體材料,碳纖維的成本是多少,最終成型的成本是多少,當(dāng)然還有裝備賣多少錢也是一樣的,同樣成產(chǎn)效率怎么提高?如果效率高了成本也就低了,成產(chǎn)效率能提多高,航空的固化時(shí)間很漫長(zhǎng),汽車怎么樣提高效率降低固化的時(shí)間,這樣才能把成本降下來(lái),所以我覺(jué)得一切最大就是成本,因?yàn)橹挥谐杀鞠氯チ?,汽車才能使用起?lái)量才能起來(lái),量起來(lái)就能帶動(dòng)成本的下降,所以整個(gè)行業(yè)最大的挑戰(zhàn)就是成本。
祝穎丹:剛才錢總講最核心的成本問(wèn)題,但是我們想導(dǎo)致成本高的原因解決方案怎么弄?不管是哪一種材料,材料里面涉及到的三樣核心技術(shù)無(wú)外乎設(shè)計(jì)、材料、工藝,我們?cè)谄囶I(lǐng)域用的工藝帶來(lái)一個(gè)很重要的問(wèn)題就是裝備,我們應(yīng)用其實(shí)就是在三位一體上面在尋找性能重量成本尋找一個(gè)平衡點(diǎn)。
此外,我們整個(gè)技術(shù)面上和國(guó)外還是很大的差距,我們需要正視這些差距,然后找到差距去追趕他們這是我們要做的,所以我們要降成本的話,個(gè)人認(rèn)為還是有很長(zhǎng)的路要走,而不是咱們利馬就到了一腳就踏過(guò)去,這個(gè)就需要我們大家全力的努力。
張照將:每一個(gè)行業(yè)都有自己成本的壓力,作為我們來(lái)說(shuō)也有成本的壓力,如果量起來(lái)的話設(shè)備不是一臺(tái)臺(tái)造,像汽車以萬(wàn)臺(tái)來(lái)計(jì),我就按百臺(tái)計(jì)按現(xiàn)在來(lái)算最低降30%,但是目前市場(chǎng)還達(dá)不到這樣的需求,還是按照小規(guī)模小批量的生產(chǎn)不是流水線的生產(chǎn),這當(dāng)然需要整個(gè)環(huán)境的過(guò)程是雞和蛋的關(guān)系,有一定的市場(chǎng)規(guī)模,材料用量增加了,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的能力也提升了,我們對(duì)各個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)能也達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn),讓整個(gè)復(fù)合材料綜合評(píng)價(jià)成本進(jìn)一步降低,跟我們對(duì)標(biāo)的材料來(lái)比較,競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)能夠體現(xiàn)出來(lái),這是我個(gè)人一點(diǎn)淺薄的認(rèn)識(shí)。
徐恒志:其實(shí)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的設(shè)備包括國(guó)內(nèi)的一些原材料采購(gòu)更多是采購(gòu)的設(shè)備,其實(shí)一臺(tái)設(shè)備真正的從研發(fā)到批量生產(chǎn)經(jīng)歷過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間,如果你只是買到成熟化的商品它的價(jià)格怎么不高?這一點(diǎn)其實(shí)我覺(jué)得德國(guó)有很多還是值得我們借鑒的,當(dāng)然我們說(shuō)可以彎道超車換道超車,別人在很多方面為什么沒(méi)有激進(jìn)的做法?還是要遵從事物發(fā)展的規(guī)律,有一些坑還是要掉的,只不過(guò)你看著少一些,協(xié)同創(chuàng)新看起來(lái)是很空的口號(hào),包括很多的項(xiàng)目它有整機(jī)廠研究院所機(jī)構(gòu),這些都是要成本的,所以你不能只說(shuō)馬非的設(shè)備太貴了,樹(shù)脂價(jià)格太高了,前期這些費(fèi)用是最重要的,如果你殺雞取卵把研發(fā)費(fèi)用卡到0這個(gè)問(wèn)題就是不可持續(xù)的。
崔振進(jìn):說(shuō)到成本,我還要請(qǐng)問(wèn)一下,如果碳纖維復(fù)合材料要去滿足汽車成本的范圍,我們?nèi)绾谓党杀荆炕蛘哒f(shuō)降低成本的途徑都有哪些?
錢京:經(jīng)過(guò)我的測(cè)算再降30%、40%也是有可能的。有的時(shí)候認(rèn)為碳纖維材料貴,其實(shí)不是材料本身貴是成型制造貴,我們?nèi)绻x擇行之有效的快速固化,包括在后期的材料成型完成以后在后期的打磨噴漆提高效率,其實(shí)整個(gè)成本也能降下來(lái),同樣的包括整個(gè)設(shè)計(jì)層面的成本,如果選擇一些不是常規(guī)通用的材料這個(gè)必然也會(huì)增加成本,但是如果設(shè)計(jì)非常有效選擇的材料也是通用的材料,整個(gè)的成本總的來(lái)說(shuō)都能夠行之有效的降下來(lái),這是我們作為材料廠商的角度來(lái)看這個(gè)問(wèn)題。
祝穎丹:我補(bǔ)充一點(diǎn),設(shè)計(jì)上要去降成本,設(shè)計(jì)怎么講材料恰到好處不能多了,哪怕多一點(diǎn)也是成本,怎么樣把碳纖維用在最好的地方?剛才我特別強(qiáng)調(diào)怎么樣將復(fù)合材料和金融材料聯(lián)合在一起,怎么樣把貴的材料用到點(diǎn)子上就可以了,但是少了零件點(diǎn)性能達(dá)不到要求,但是多性能會(huì)過(guò)贏,汽車性能夠用就行了。另外因?yàn)閺?fù)合材料和金屬連接方式發(fā)生了變化,所以我們自動(dòng)化的連接上面,包括連接材料都可以下一些工夫,還有在修復(fù)上面可以下一些工夫,因?yàn)榻饘佻F(xiàn)在維修是很方便的,拿一個(gè)錘子敲敲還可以用,復(fù)合材料塌進(jìn)去了它是敲不回去了,怎么樣延續(xù)使用壽命,幫用戶降一些成本。
張照將:說(shuō)到降成本的途徑,我突然想到一點(diǎn),我們現(xiàn)在跟一些主機(jī)廠共同開(kāi)發(fā),汽車上可以用到型材部件,復(fù)合材料型材的加工方式,比如說(shuō)拉擠成型就是典型的型材加工,目前馬非和主機(jī)廠一起在開(kāi)發(fā)有一定弧度標(biāo)準(zhǔn)的型材,這樣的型材按照無(wú)限長(zhǎng)度去加工,按照汽車使用長(zhǎng)度去切割的,它使用的原材料是一樣的,但是生產(chǎn)效率提高了十幾倍,通過(guò)改變它的工藝方法情況下制造效率的提升,那么零件的制造成本大幅度的下降,這個(gè)還是回到起點(diǎn),就是你采用什么樣的形態(tài)才能滿足汽車某一個(gè)部位的強(qiáng)度可靠性的要求,這個(gè)型材能不能在自動(dòng)化的設(shè)備上加工出來(lái),對(duì)于材料的供應(yīng)體系來(lái)講大家要一起努力,牽頭的是設(shè)計(jì)單位或者整車廠車型的設(shè)計(jì),如果一旦使用成功,我想可以平臺(tái)化甚至于跨平臺(tái)化應(yīng)用,這樣很多復(fù)合材料的使用成本也是大幅度下降的。
徐恒志:談到成本的話其實(shí)我覺(jué)得降成本肯定是大勢(shì)所趨,包括今天上午也有專家提到現(xiàn)在20萬(wàn)車比11年前40萬(wàn)的車配置都要高,非常希望客戶說(shuō)你的成本占到20%甚至更高,這就意味著在制造成本做了非常好的控制,實(shí)際上這種案例很少聽(tīng)到。在當(dāng)今整個(gè)汽車市場(chǎng)可以說(shuō)20多年以來(lái)首次下滑,市場(chǎng)確實(shí)很恐慌,也就是說(shuō)我們從來(lái)不會(huì)遇到這種情況,投資心理預(yù)期市場(chǎng)上給我們的反饋是有很大的落差,今天我們來(lái)了很多造車新勢(shì)力,包括一些傳統(tǒng)主機(jī)廠在新能源上做了很多的探索,以后一家主機(jī)廠一家獨(dú)大也是很難的,多產(chǎn)品個(gè)性化需求要滿足,這就要求主機(jī)廠產(chǎn)品線更多元化,車型量不會(huì)太大,這個(gè)情況降成本一定要做加法,第二塊做減法,首先是整個(gè)供應(yīng)鏈整個(gè)工藝上面會(huì)不會(huì)提高生產(chǎn)工藝把效率提升,降低設(shè)備折舊,我的碳纖維有一些回收的,還有另外能源價(jià)格比較低的地區(qū),包括樹(shù)脂做一些原材料切換可以做一些工作這是做減法。
崔振進(jìn):各位專家能不能大膽的預(yù)測(cè)一下,因?yàn)槲覀兘裉斓脑掝}是新能源汽車在國(guó)產(chǎn)品牌的新能源汽車大概需要大家年能看到批量碳纖維復(fù)合材料的普及?
錢京:這個(gè)問(wèn)題不太好回答,原來(lái)我是做航空的,現(xiàn)在也做一些汽車成型件,我們發(fā)現(xiàn)汽車領(lǐng)域?qū)Τ杀镜囊蠛芨?,我們?cè)瓉?lái)持非常樂(lè)觀的態(tài)度為客戶服務(wù),因?yàn)槲覀冏鲞^(guò)航空,對(duì)質(zhì)量控制還是有很多的經(jīng)驗(yàn),但是我們發(fā)現(xiàn)要把碳纖維復(fù)合材料能夠批產(chǎn)的用在汽車上,我們覺(jué)得這條路還是很漫長(zhǎng)的,我們現(xiàn)在幫助客戶做的應(yīng)用差不多一天差不多30個(gè)零部件這是我們現(xiàn)在幫它做的一個(gè)產(chǎn)能,我們不說(shuō)一天能做10萬(wàn)輛車,現(xiàn)在一年做1萬(wàn)輛還算行,所以怎么樣從1萬(wàn)輛到2萬(wàn)輛,從5萬(wàn)到10萬(wàn),我覺(jué)得這條路還很漫長(zhǎng),還要做技術(shù)的積累才能夠更好的服務(wù)于未來(lái)整個(gè)批產(chǎn)車的使用,所以我會(huì)覺(jué)得這條路還會(huì)很長(zhǎng)的。
祝穎丹:如果從新能源汽車的角度來(lái)講這個(gè)用的時(shí)間還是很快的,5年、10年可以用起來(lái),10年還是很有可能的,新能源汽車三樣核心技術(shù)輕量化車身、電池、電控,電池的回收比復(fù)合材料還要麻煩,為什么?它的污染程度比復(fù)合材料更嚴(yán)重,現(xiàn)在各種電池都逃不開(kāi)這個(gè)問(wèn)題,新能源電池沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題,但是新能源汽車實(shí)現(xiàn)也有問(wèn)題,如果新能源汽車真的能做起來(lái)碳纖維復(fù)合材料一定能用起來(lái),電池增重要增到300公斤,如果車不輕量化電池怎么裝上去??jī)烧咧g是矛盾的,車目前的輕量化材料就這幾大類,符合材料是輕量化效果最好的,如果把它車身重量降不下來(lái),無(wú)論電池續(xù)航能達(dá)到多高重量都是無(wú)法平衡的,輕量化第一個(gè)目的是給電池騰空間,這是我個(gè)人的觀點(diǎn)。
張照將:我個(gè)人覺(jué)得5年內(nèi)一定會(huì)量產(chǎn),基于兩個(gè)因素。按照汽車的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平均算三年,目前像錢總這邊恒瑞國(guó)內(nèi)其他的TO1供應(yīng)商現(xiàn)在手里都有大量的研發(fā)項(xiàng)目,這些項(xiàng)目在三年內(nèi)可以落地,甚至小規(guī)模的批產(chǎn),5年內(nèi)在不同的主機(jī)廠不同的車型都會(huì)看到量產(chǎn)的東西,因?yàn)镋S6昨天發(fā)布這款車未來(lái)汽車最低配置19萬(wàn)人民幣,這是一個(gè)中等價(jià)格的電動(dòng)車也是一個(gè)中等尺寸的SUV這個(gè)車有4個(gè)全碳纖維部件,能夠達(dá)到三萬(wàn)輛規(guī)模也是很不容易的一件事情,但是這是一個(gè)開(kāi)始。有的時(shí)候我覺(jué)得中國(guó)企業(yè)的發(fā)展速度是不好去預(yù)估的,一旦口子打開(kāi)的話,有可能不是5年有可能3年,市場(chǎng)上會(huì)有十款二十款類似的這種車在批量使用碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用,我保守一點(diǎn)說(shuō)是5年。
徐恒志:我覺(jué)得在討論這個(gè)問(wèn)題要看一下過(guò)去做了哪些工作,以及過(guò)去從0到1花了多長(zhǎng)的時(shí)間,從中國(guó)開(kāi)始大量的引入國(guó)外的成套設(shè)備其實(shí)是在最近三四年的時(shí)間,這個(gè)時(shí)間其實(shí)從到第一輛量產(chǎn)真正批量意義ES6用了四年的時(shí)間,這一塊我是從技術(shù)角度來(lái)看,我相對(duì)保守一點(diǎn),從0到1用了4年,從1到5到10可能用10年,電動(dòng)車角度來(lái)講其實(shí)很早就發(fā)現(xiàn),實(shí)際上新能源的汽車在我們國(guó)家也是最近3—5年是比較熱的階段。
來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:安小曼
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