轻量化产品开发.ppt [兼容模式]
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汽车轻量化ppt课件
汽车轻量化
汽车铝合金典型件
1、发动机
大众最先进的6.0L W12发动机
北极星V8发动机
汽车轻量化
汽车铝合金典型件
2、轮毂
马自达跑车轮毂
福特Focus铝合金轮毂
汽车轻量化
汽车铝合金典型件 3、车身覆盖件
日本本田公司生产的 Insight hybrid轿车车身用铝合 金达162kg，比钢车身减重约 40%。
Insight hybrid轿车车架
捷豹XJ的基础车身就是铝合金材 料，在保证了强度的同时，提高了空 间体积，还使整车的灵活性得到了最 大限度的保留。
捷豹XJ铝合金车身
汽车轻量化
（2）轻金属材料汽车应用中的优势
易加工
镁及其合金
比强度、 比刚度高
资源丰富 开采技术成熟
BMW E60车门防撞杆
汽车轻量化
各种高强钢在车身上典型应用
汽车轻量化
1.轻金属在汽车上的应用 新材料在汽车上的应用 2.高强度钢在汽车上的应用
3.其他材料的应用
汽车轻量化
3 其他材料的应用
汽车中主要的非金属部件
汽车轻量化
非 金属 材料
蜂窝夹层 材料
工程 塑料
橡胶 材料
其它
纤维增强 材料
陶瓷 材料
ULSAB-AVC白车身（BIW）的用材比例
1.优良的成形性能 2. 回收利用性好 3.可利用传统生产装备
优点
4.修理和保险 5.延迟的时效性和非时效性 7.良好的连接性能和保形性能 8.保证塑性延展性的同时，强度高，冲压件质量轻
汽车轻量化
高强度钢板的应用和作用
注：Ps 为压溃强度，AE为压溃吸能，Pt为压痕抗力，P为微量变形抗力，σw为疲劳强度， σb为抗拉强度，t为板厚，σp为成形构件应变下的流变应力，ED为动负荷设计弹性模量，n为常数。
汽车轻量化ppt课件
其它合金
钛的密度为4.5g/cm3，具有比强度高、高温强度高和耐腐蚀等优 点。但价格昂贵，在赛车和个别豪华车上少量应用。
马自达钛合金护板
10
2011汽车车身内外饰产品及新材料应用国际研讨会暨展览会
2011 International Conference & Exhibition On interior and exterior products for auto bodies and new material application
SMC 是Sheet molding compound的缩写，称为片状模塑料，是把低粘度 的树脂化合物浸到玻璃纤维中而形成的连续片状预成型模塑复合材料，采用模 压成型，能够制造带有筋、凸起的大型覆盖件。
SMC生产效率相对较高，产品性能稳定，强度高，质地均匀，强度较高， 能得到良好表面，适合车身外装饰件，如保险杠、翼子板等。
固 性
玻璃钢
玻 纤 增
玻璃钢就是由环氧树脂与固化剂、促进剂按一定 比例混合后将如玻璃布粘结起来的一种复合材料。一 般采用手糊、喷射或缠绕成型工艺，可以用模具制作 成各种形状，但树脂不流动。
强
工装设备简单，投资低，生产效率低，生产技术
材 容易掌握，产品不受尺寸形状的限制，用于小批量大
料 型不规则零件生产。如特种专业车的高顶、小型机动
奥迪A8采用ASF全铝合金车身，创纪录的使用了546kg的铝合金 材料，重量要比同等车型的钢制车身轻50%。 1990年9月开始销售的日本本田NSX车采用了全铝承载式车身， 比用冷轧钢板制造的同样车身轻200kg。
奥迪ASF全铝车身框架
7
2011汽车车身内外饰产品及新材料应用国际研讨会暨展览会
2011 International Conference & Exhibition On interior and exterior products for auto bodies and new material application
钛的密度为4.5g/cm3，具有比强度高、高温强度高和耐腐蚀等优 点。但价格昂贵，在赛车和个别豪华车上少量应用。
马自达钛合金护板
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2011汽车车身内外饰产品及新材料应用国际研讨会暨展览会
2011 International Conference & Exhibition On interior and exterior products for auto bodies and new material application
SMC 是Sheet molding compound的缩写，称为片状模塑料，是把低粘度 的树脂化合物浸到玻璃纤维中而形成的连续片状预成型模塑复合材料，采用模 压成型，能够制造带有筋、凸起的大型覆盖件。
SMC生产效率相对较高，产品性能稳定，强度高，质地均匀，强度较高， 能得到良好表面，适合车身外装饰件，如保险杠、翼子板等。
固 性
玻璃钢
玻 纤 增
玻璃钢就是由环氧树脂与固化剂、促进剂按一定 比例混合后将如玻璃布粘结起来的一种复合材料。一 般采用手糊、喷射或缠绕成型工艺，可以用模具制作 成各种形状，但树脂不流动。
强
工装设备简单，投资低，生产效率低，生产技术
材 容易掌握，产品不受尺寸形状的限制，用于小批量大
料 型不规则零件生产。如特种专业车的高顶、小型机动
奥迪A8采用ASF全铝合金车身，创纪录的使用了546kg的铝合金 材料，重量要比同等车型的钢制车身轻50%。 1990年9月开始销售的日本本田NSX车采用了全铝承载式车身， 比用冷轧钢板制造的同样车身轻200kg。
奥迪ASF全铝车身框架
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2011汽车车身内外饰产品及新材料应用国际研讨会暨展览会
2011 International Conference & Exhibition On interior and exterior products for auto bodies and new material application
浅谈轻量化设计PPT课件
案例2：转向器支架结构形式设计
结构形 式改变
采用管梁式结构的转向器支架，相对于采用框架式支架可降重约2Kg,成本 下降约为20元/台。
案例3：支架精铸件设计
将材料由QT500提升为 ZGD650,在不影响可靠性 前提下壁厚减薄，并去除 应力很小的部位的材料， 降低样件重量，一般重量 减少15%-40%左右，但是 成本有所增加。
浅谈轻量化设计
底盘所转向室 王丽永
2013.9.10
目录
一、汽车发展趋势 二、汽车整车节能技术 三、汽车轻量化设计的意义 四、汽车轻量化设计原则及方法 五、商用车底盘系统轻量化设计案例 六、个人建议
一、汽车发展趋势
20世纪70年代两 次石油危机促成发 展节能汽车。美国 国会1975年通过能 源政策和保护议案， 要求汽车制造商生 产和销售符合燃油 经济性指标的车辆。
为应对全球变暖， 1997年京都议定书， 限制CO2 排放，对 汽车排放环保提出 更高要求。
科技以人为本， 汽车安全性，可靠 性一直是汽车发展 永恒的主题。
安全性、燃油经 济性、排放、噪音、 回收方面的法规要 求。
降低能耗，减少排放、提高安全性
二、汽车整车节能技术
为了达到节能减排的目标，需要运用多种节能技术，其中轻量化设计是在工程 实际中最为容易实现的。通过轻量化技术的运用实现经济效益的最大化。
细节决定成败，在整车中， 一些很不起眼的细节对轻量 化及成本的贡献也是不可忽 视，比如线束布置，管路布 置，布置中必须合理，多余 的管路折弯，多余的线束长 度都应该被优化。
2、整车开发需确定轻量化目标，作为设计的一个输入。各个系统进行系统目 标分解。轻量化设计的过程中必须建立量化目标，尽量在成本不增加的情况 下实现轻量化优化。在设计中在平台战略上通过材料的选择及结构的优化结 合，合理地在成本及重量上需找到平衡点。
结构形 式改变
采用管梁式结构的转向器支架，相对于采用框架式支架可降重约2Kg,成本 下降约为20元/台。
案例3：支架精铸件设计
将材料由QT500提升为 ZGD650,在不影响可靠性 前提下壁厚减薄，并去除 应力很小的部位的材料， 降低样件重量，一般重量 减少15%-40%左右，但是 成本有所增加。
浅谈轻量化设计
底盘所转向室 王丽永
2013.9.10
目录
一、汽车发展趋势 二、汽车整车节能技术 三、汽车轻量化设计的意义 四、汽车轻量化设计原则及方法 五、商用车底盘系统轻量化设计案例 六、个人建议
一、汽车发展趋势
20世纪70年代两 次石油危机促成发 展节能汽车。美国 国会1975年通过能 源政策和保护议案， 要求汽车制造商生 产和销售符合燃油 经济性指标的车辆。
为应对全球变暖， 1997年京都议定书， 限制CO2 排放，对 汽车排放环保提出 更高要求。
科技以人为本， 汽车安全性，可靠 性一直是汽车发展 永恒的主题。
安全性、燃油经 济性、排放、噪音、 回收方面的法规要 求。
降低能耗，减少排放、提高安全性
二、汽车整车节能技术
为了达到节能减排的目标，需要运用多种节能技术，其中轻量化设计是在工程 实际中最为容易实现的。通过轻量化技术的运用实现经济效益的最大化。
细节决定成败，在整车中， 一些很不起眼的细节对轻量 化及成本的贡献也是不可忽 视，比如线束布置，管路布 置，布置中必须合理，多余 的管路折弯，多余的线束长 度都应该被优化。
2、整车开发需确定轻量化目标，作为设计的一个输入。各个系统进行系统目 标分解。轻量化设计的过程中必须建立量化目标，尽量在成本不增加的情况 下实现轻量化优化。在设计中在平台战略上通过材料的选择及结构的优化结 合，合理地在成本及重量上需找到平衡点。
轻量化起重机概述.课件
Q235B，其强度提高345/235=1.46倍。 ②关键零部件提高了材质及性能 •车轮采用65Mn材质锻造车轮代替ZG55Ⅱ铸钢，强度提高980/650=1.5倍
。
• 轴承采用承载能力高的调心滚子轴承。 •车轮轴采用40Cr或42CrMn优质合金钢。 •卷筒采用Q345(16Mn)钢板卷制卷筒代替铸造卷筒HT200，强度大大提
第8页，共17页。
2、结构形式的改变达到减轻自重的目的 ⑴小车部分：
①小车架：由两根端梁、两根横梁和一个固定滑轮梁组成，通过整 体镗孔，车轮直接安装到端梁内，改变原先焊接成整体小车架结构形式 ，自重下降30%～50%。
传统小车架
轻量化小车架
第9页，共17页。
②卷筒组：两端直接 安装在小车架两端梁 上，去掉了原结构中 齿轮盘接手、卷筒毂 、卷筒轴等，自重大 幅下降。
走台结构及铺板断面示意图
第15页，共17页。
⑻大车运行机构 采用“三合一”驱动装置 结构简单，车轮组重量、减速机
重量明显减小，因而大车运行机
构重量明显降低。
轻量化大车运行机构 传统大车运行机构
第16页，共17页。
通过以上材料、配置的提高及结构形式的创新设计，轻量化起重机小 车重量下降了30%～40%，桥架重量下降了10%～20%，大车运行机构 重量下降了20%～30%。 起重机总重下降20-30％。
目录
一、轻量化起重机总体概述
二、轻量化起重机适用范围 三、轻量化起重机的几点说明
第2页，共17页。
一、轻量化起重机总体概述
QDL型通用桥式起重机是我公司在与欧洲的知名起重机厂商广泛合作的 基础上，充分消化吸收其先进的设计理念，立足国内配套，研发的具有自 主知识产权的更新换代产品。该产品具有结构紧凑，自重轻，轮压小，整 机高度低，运行平稳，性能先进，安全可靠等特点。与传统产品相比，不 仅降低了产品自身的制造成本，而且可使用户建筑厂房高度降低，厂房结 构基础轻量化，降低厂房造价，因而广受用户欢迎。
。
• 轴承采用承载能力高的调心滚子轴承。 •车轮轴采用40Cr或42CrMn优质合金钢。 •卷筒采用Q345(16Mn)钢板卷制卷筒代替铸造卷筒HT200，强度大大提
第8页，共17页。
2、结构形式的改变达到减轻自重的目的 ⑴小车部分：
①小车架：由两根端梁、两根横梁和一个固定滑轮梁组成，通过整 体镗孔，车轮直接安装到端梁内，改变原先焊接成整体小车架结构形式 ，自重下降30%～50%。
传统小车架
轻量化小车架
第9页，共17页。
②卷筒组：两端直接 安装在小车架两端梁 上，去掉了原结构中 齿轮盘接手、卷筒毂 、卷筒轴等，自重大 幅下降。
走台结构及铺板断面示意图
第15页，共17页。
⑻大车运行机构 采用“三合一”驱动装置 结构简单，车轮组重量、减速机
重量明显减小，因而大车运行机
构重量明显降低。
轻量化大车运行机构 传统大车运行机构
第16页，共17页。
通过以上材料、配置的提高及结构形式的创新设计，轻量化起重机小 车重量下降了30%～40%，桥架重量下降了10%～20%，大车运行机构 重量下降了20%～30%。 起重机总重下降20-30％。
目录
一、轻量化起重机总体概述
二、轻量化起重机适用范围 三、轻量化起重机的几点说明
第2页，共17页。
一、轻量化起重机总体概述
QDL型通用桥式起重机是我公司在与欧洲的知名起重机厂商广泛合作的 基础上，充分消化吸收其先进的设计理念，立足国内配套，研发的具有自 主知识产权的更新换代产品。该产品具有结构紧凑，自重轻，轮压小，整 机高度低，运行平稳，性能先进，安全可靠等特点。与传统产品相比，不 仅降低了产品自身的制造成本，而且可使用户建筑厂房高度降低，厂房结 构基础轻量化，降低厂房造价，因而广受用户欢迎。
汽车轻量化方法PPT课件
「材料置換」、 「方式変更」 (51%)
分方法提案的比例
方式変更, 30
その他の材料置換, 24
樹脂化, 23
超高張力鋼, 20
Mg化, 22
提案合計 384 kg
単位は kg 駄肉削減, 104 [削减加工余量]
（27%）
機能削減, 48
Al化, 76
容量削減, 38
412 349 277
104 92 7176
CAR-O:1846 kg CAR-M : 1607 kg
62 49
0
Power train Chassis
BIBWody 系Trim
Elec Coolant,
Oil,
Fuel
装置分類
Others
表示分解的零部件的合计重量。车身（BIW+Trim）的重量的差是148公斤，底盘的 差是39公斤，动力系统的差是32公斤。
Rank : B
Reduction Weight estimated
Recommended 1.49 kg/veh timing:M
Reason why categorized into M : need
Type Approval, Die Change, Durability test
Body系, 181
1500
1400
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
10.5
投影面積 m2
O车比平均值重，M车比平均值轻。计算出O车和M车的投影面积进行补正得到200公 斤的重量差。
试验车的系统重量
装置重量 kg
600 500 400 300 200 100
轻量化技术PPT课件
1.3 减少制动能耗 轻量化对减轻制动的负担有很大的效果。
1.4 环境保护—减轻噪声和振动 日本300系列高速列车，在车速270km/h时，25m远处噪声为25dB。
1.5 降低了线路的维护保养费用 自身重量降低，给线路带来的压力就越小，从而降低了线路的维护保养费用。
第1页/共25页
1.6 提高了车辆的运行平稳性 由于轻量化对运行稳定指标的轮重、横压有所减轻，使轴重变化范围小以及
横压减少，从而改善了高速时的运行稳定性。
第2页/共25页
2.动车组轻量化的历史
早在1894年，美国在动车组中就采用过铝制座椅；1898年 法国北部铁道就在客车上安装了铝制窗框。这是在车辆上应用 铝的开端，对减轻自重是微不足道的。到1903年英国兰开夏和 纽克夏铁路电气化时，为满足利物浦市内高架区间的轴重限制， 电动车的外板及内装饰件采用了轻合金材料。1923年以来，美 国开始在市郊电车上采用了轻合金外板、顶板、车门、风道及 座椅配件客车上也采用了铝结构板材。这些也只不过是实现了 铝合金在车辆上的应用，还谈不上车辆的轻量化设计。
4.1 构架结构轻量化。采用焊接构架可比铸钢结 构减重50％左右。
4.2轮对轻量化。采用空心车轴和小直径车轮； 采用S形薄辐板车轮。
德国MBB公司研制了玻璃钢（FRP）轮心， 车轮由钢质车箍、FRP轮心和钢质轮毂三部分 组 成 ， 其 簧 下 质 量 至 少 降 低 了 20 ％ （ 100Kg 左右）；采用双排圆锥滚子轴承，同时承受径 向 和 轴 向 载 荷 ， 其 重 量 只 有 40Kg ， 约 为 日 本 新干线原用轴承重量的一半。
第16页/共25页
• 209型系列客车转向架的一种，120km/h； • 用于23.6m和25.5m客车上； • 结构简单，性能可靠，检修方便。
1.4 环境保护—减轻噪声和振动 日本300系列高速列车，在车速270km/h时，25m远处噪声为25dB。
1.5 降低了线路的维护保养费用 自身重量降低，给线路带来的压力就越小，从而降低了线路的维护保养费用。
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1.6 提高了车辆的运行平稳性 由于轻量化对运行稳定指标的轮重、横压有所减轻，使轴重变化范围小以及
横压减少，从而改善了高速时的运行稳定性。
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2.动车组轻量化的历史
早在1894年，美国在动车组中就采用过铝制座椅；1898年 法国北部铁道就在客车上安装了铝制窗框。这是在车辆上应用 铝的开端，对减轻自重是微不足道的。到1903年英国兰开夏和 纽克夏铁路电气化时，为满足利物浦市内高架区间的轴重限制， 电动车的外板及内装饰件采用了轻合金材料。1923年以来，美 国开始在市郊电车上采用了轻合金外板、顶板、车门、风道及 座椅配件客车上也采用了铝结构板材。这些也只不过是实现了 铝合金在车辆上的应用，还谈不上车辆的轻量化设计。
4.1 构架结构轻量化。采用焊接构架可比铸钢结 构减重50％左右。
4.2轮对轻量化。采用空心车轴和小直径车轮； 采用S形薄辐板车轮。
德国MBB公司研制了玻璃钢（FRP）轮心， 车轮由钢质车箍、FRP轮心和钢质轮毂三部分 组 成 ， 其 簧 下 质 量 至 少 降 低 了 20 ％ （ 100Kg 左右）；采用双排圆锥滚子轴承，同时承受径 向 和 轴 向 载 荷 ， 其 重 量 只 有 40Kg ， 约 为 日 本 新干线原用轴承重量的一半。
第16页/共25页
• 209型系列客车转向架的一种，120km/h； • 用于23.6m和25.5m客车上； • 结构简单，性能可靠，检修方便。
汽车轻量化产品开发方案
汽车轻量化产品开发方案一、前言汽车轻量化是未来汽车行业的发展方向。
随着人们对能源消耗和环境保护的重视，轻量化技术已经成为新一轮技术革命的核心课题。
汽车轻量化主要通过减少车身重量、降低油耗及排放来增加汽车的燃油经济性和环保性。
本文将详细介绍汽车轻量化产品开发方案，包括产品开发流程、产品设计方案、材料选择、模拟分析及试验验证，以期为汽车制造企业提供可参考的开发方案。
二、产品开发流程（一）需求分析阶段1、收集市场需求：了解市场上的用户需求及趋势，包括对节油、安全、舒适等方面的需求。
2、确定产品需求：根据市场需求和技术研发能力，制定符合企业实际情况的产品需求。
3、分析竞争对手：了解竞争对手的产品特点和优势，分析其市场占有率以及竞争优势。
（二）产品设计方案1、框架结构设计：在满足市场需求的基础上，设计轻量化的整车结构。
2、结构力学分析：通过模拟分析和测试验证确保整车结构在不同载荷下的稳定性和安全性。
3、车身零部件设计：设计轻量化的车身零部件，控制重量，确保零部件的性能和质量。
4、结构集成：将设计好的零部件和结构进行集成，确保车身整体的支撑能力和稳定性。
（三）材料选择1、材料性能：选取轻量化的高性能材料，比如高强度钢、铝合金等。
2、材料加工：评估不同材料的加工难度及成本，选择适合生产的材料。
3、材料耐久性：在不同环境下测试材料的耐久性和抗腐蚀性，确保使用寿命。
（四）模拟分析1、整车仿真分析：利用计算机模拟软件对整车进行力学仿真分析，评估整车结构稳定性。
2、零部件仿真分析：使用计算机模拟软件对零部件进行强度和刚度分析，确保零部件的工作性能。
（五）试验验证1、零部件试验：对单个零部件进行试验验证，确保其工作性能和耐用性。
2、整车试验：进行整车试验，包括强度、刚度、安全性和舒适性等方面的测试。
三、产品设计方案1、轻量化材料选择：选用高强度钢、铝合金和碳纤维材料等，以降低整车重量。
2、车身结构优化：采用先进的结构设计方法，在不影响车身稳定性的情况下减少车身的重量。
汽车轻量化
（2）改善性能
•( 2）改善性能：汽车轻量化，有利于改善汽车的行驶、 转向、加速、制动等运动性能和排气性能等多方面的 性能。其中，发动机的轻量化还可改善前轮荷重分担 率，进而改善汽车的操纵稳定性，还可为降低噪声、 振动、实现大功率化创造条件。同时还有利于减轻部 件振动和降低噪声，提高舒适性能，对于某些承载件， 其承载的重量减轻，有利于降低元件疲劳，提高耐久 性。例如一辆重量1543 kg的汽车，若车重减轻25% ， 可使该车加速到60 km/h的时间从原来的10 秒减少到8 秒。
美国的新一代汽车合作项目（PNGV）
欧盟超轻车身联合研发项目(ER Collaborative R&D Project SuperLIGHT-CAR)
美国汽车材料合作项目U.S. Automotive Materials Partnership （USAMP）
新型钢车身项目New Steel Body（NBS）
亨利·福特Model T 型汽车 福特Prodigy、Jaguar new XJ 法拉利360等赛车 DaimlerChrysler Prowler 大众 3L Lupo、奥迪A2、A8 本田混合动力轿车 Insight、 NSX 均采用铝制车身
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汽车轻量化
典型的镁合金汽 车零件
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碳纤维增强聚合物基复合材料。适于制造车身和底盘零部件 减重幅度通常可达50～65% 欧盟最近采用树脂传递模塑成型(RTM)工艺成功地试制出某轿车碳纤维底板 零件的数量由28个减少到8个，重量较钢约减轻50％，而白车身的性能达到
了原钢车身水平材料 美国除低成本碳纤维制备技术开发外，还在进行碳纤维增强树脂的开发，探
索碳纤维增强塑料零部件的大规模制造工艺
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2、长纤材料涉及前端模块、门模块、后尾门骨架、备胎舱、座椅骨架、仪表板骨架、顶棚、底护板和发动机 罩盖等部件，目前在汽车上应用最多的是PP长玻纤增强材料。
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汽车轻量化趋势
杰事杰新材料
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连续纤 维增强 塑料
韧性
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杰事杰新材料
LFT：长纤维增强热塑性塑料 增强纤维长度: 6～25 mm 颗粒长度: 6～25 mm
Stain ε(%)
Izod notched impact strength (J/m)
杰事杰®汽车轻量化开发简介
—客户选材的系统解决方案供应商
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汽车轻量化趋势
杰事杰新材料
汽车轻量化—就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽
车的整备质量，从而提高汽车的动力性能，减少燃料消耗，降低排气污染。
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新材料、新工艺介绍-轻量化材料的LFT-D成型工艺 零部件成型方案 LFT-D
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海源机械的LFT-D工艺 武汉神龙塑胶
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新材料、新工艺介绍-轻量化材料的LFT-D成型工艺
PPN9011A03
新材料、新工艺介绍-整车轻量化途径
蠕变曲线对比
4
3
SFT PP+30%GF 2
1 LFT PP+40%GF
SFT PA66+30%GF
0
0.1
1
10
100
1000
Time t (hr)
LFT PP-G20
SFT PP-G20
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TPAC BC20系列（玻纤含量：15~50%）
长纤PA类
TPAC AC50/60系列（玻纤含量：30~50%）
长纤PBT类
TPAC AC40系列（玻纤含量：30~50%）
所谓长纤维是相对于短纤维而言，指在粒料中纤维平行排列、长度与粒子长度相同（一般10mm左右）,在最终制品中 纤维长度≥3mm。
• 特点： • 优异的力学强度、高的耐热性能、良好的抗冲击性能 • 低收缩率和高的尺寸稳定性
汽车轻量化趋势
车身结构：i3采用全碳纤维
复合车身，以及铝合金底盘(包含电池 组)，是这种结构的首个量产产品。其 最大特点就是降低车身重量，i3的整 备质量为1195公斤。众所周知，车的 重量越轻行驶中消耗的能量也就越小 。
杰事杰新材料
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动力系统:i3搭载一套由12个蓄
电池单元组成的8个蓄电池模块组。电机 最大功率为125千瓦，约172马力，最大 扭矩为250牛·米，官方130公里左右。
汽车轻量化趋势
杰事杰新材料
凤凰汽车网讯：其实在2011年宝马i品牌发布之前，也就是2010年7月，宝马还发布了一个 “Life Drive”的概念结构，宝马i3不仅产品零排放，工厂对于能耗也同样有限制，官方 称德国莱比锡的i3生产工厂所需的电能全部来源于风力，位于美国的碳纤维车身生产厂所 使用的电能全部来源于水利发电。 车内大部分材质都是可回收利用的，门板以及座椅为织物包裹，但并非常见的化纤织物， 而是洋麻，这是一种天然的植物纤维。车内所使用的塑料大多来自于回收材料，同样也是 可再生的，这一比例大约为25%。
杰事杰新材料
在线混料挤出机
基体树脂: PP、PET、ABS、ASA、PC/ABS等
（由于性价比高，以PP为基体树脂 的LFT占LFT总量的80％以上）
增强纤维: 玻璃纤维、天然纤维、碳纤维、其 它人造纤维
（由于玻璃纤维具有来源广、性价比高的 优势，玻璃纤维为增强纤维的 LFT 占 LFT 总量的90％以上）
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新材料、新工艺介绍-制备工艺技术核心
纤维的浸润----浸渍模头（核心专利）
杰事杰新材料
完全浸润
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有缺陷
杰事杰新材料
前碰横梁 -2.4kg 发动机下护板 -2.5kg
轮罩衬板 -3.2kg
塑料翼子板 -2.5kg
仪表板支架 -2.5kg
离合器踏板 -1kg
车身底部护板 -4kg
座椅骨架 -5kg
综合各主机厂根据车型选用的以塑代钢轻量化技术，可带来整车80kg左右的轻量化效果。
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汽车轻量化趋势
杰事杰新材料
轻量化材料的使用，在当前汽车行业高速发展与环境污染、能源紧张相矛盾的前提下， 在提高能源使用效率、减少空气污染、提高资源可回收利用等方面，不失为一个可以认真考虑 的解决方案，同时，一定会有广阔的应用前景。
概念车“Smart Forvision”
1、据最新统计，汽车行业的长纤维增强塑料复合材料消耗量约占总消耗量的80%。其中，欧美消耗量大约占 95%(欧洲占80%，美国占15%)。
宝马集团轻量化业务经理Franz Storkenmaier在接受记者采访时表示，CFRP材料的使用 大大降低了汽车的生产时间。以前生产一辆1系轿车需耗时40小时，如今生产一辆i3纯电 力驱动汽车只需20小时。据Storkenmaier透露，宝马i8将首次使用PE泡沫塑料空气通风管 ，与传统材质相比，该空气通风管将减重16%。
宝马i3汽车已与今年9月18号正式开始大规模生产。公司在其Leipzig和Landshut工厂共 设有6条CFRP生产线，负责车顶盖、乘车仓等CFRP零部件产出。
在2013法兰克福车展展位上，宝马i3内饰天然材料清晰可见。其仪表盘上附有桉树材质 包层。此外，该汽车底盘托架由含20%长玻璃纤维的增强型PP生产而成。
后防撞梁 -2.5kg
新材料、新工艺介绍-整车轻量化途径
结构优化 •通过辅助设计软件、CAE技术优化零部件结构， 降低零件重量
功能配置优化 •通过优化零部件、系统功能，减少零部件数量、 辅材的使用等
新材料技术应用 •采用高流动、易填充材料减薄产品壁厚 •采用轻质材料及成型技术替换旧材料 •以塑代钢新型材料应用
合肥杰事杰研发中心的计算机辅助工程 开发系统，主要主要利用CAE技术，结合物理 、机械、结构、设计、材料等综合领域的知 识，为项目从发起到立项前的可行性分析、 项目过程中的变更建议、项目后的增值服务 ，提供一体化解决方案。
最终将对材料技术、工艺技术和设计能 力的整合能力作为提升的重要目标从而实现 杰事杰人倡导的：客户选材的系统解决方案 供应商！
LFT 低温冲击性能的提高
500 450 400 350 300 250 200 150 100
50 0 -30
LFT PP+30%GF SFT PA6+30%GF
SFT PP+30%GF
-20
-10
0
10
20
Temperature (℃ )
新材料、新工艺介绍-杰事杰长纤产品类别
杰事杰新材料
长纤PP类
新材料、新工艺介绍-轻量化材料的注塑成型
杰事杰新材料
用于LFT注塑的螺杆头设计
用于LFT注塑的螺杆
注塑机 深螺槽设计及较低压缩比：压缩比 1:1.8~1:2.5；长径比 18:1~22:1 防止玻纤损伤的专门设计螺杆头 φ4mm以上的开放式喷嘴，最好是φ6mm以上
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新材料、新工艺介绍-长纤材料的制备工艺
杰事杰新材料
►原位反应聚合工艺 ►粉体浸渍工艺 ►熔融拉挤浸渍工艺 ►熔融电缆包覆工艺
本公司采用的熔融拉挤浸渍工艺，能够实现良好浸渍和 较高生产效率的结合。
挤出机 树脂
混合玻纤挤出机
热料块
模压成型
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神龙塑胶
杰事杰选材验证 工作简介
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自主创新-计算机辅助工程开发系统（CAE团队）
杰事杰新材料
鉴于汽车企业对塑料复合材料缺乏自主的材料选型、产品设计、模具开发及产品验证能力。因 此，在整车开发阶段，直接选用复合材料，开展产品开发时有较大的风险：
1） 技术探索周期长，投入成本较大，不确定因素较大； 2） 反复试验和验证，将会影响整车开发整个周期； 3） 缺少有效的评价技术和验证手段，也造成整车产品质量、安全性存在隐患； 当前，仿真技术广泛地应用汽车行业，决定仿真精度的因素除了算法、网格等，还有材料本身 结构及边界条件、材料模型、结构模型。
工件
不同工艺的生产过程
基本原材料
半成品材料
GMT
聚合物、添加剂
LFT-G
化合物
玻纤
LFT-D
工艺设备
GMT-加热 + 压机 单螺杆挤出机 + 压机
注塑成型 双螺杆挤出机 + 压机 双螺杆挤出机 + 注塑成型
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汽车轻量化趋势
杰事杰新材料
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连续纤 维增强 塑料
韧性
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杰事杰新材料
LFT：长纤维增强热塑性塑料 增强纤维长度: 6～25 mm 颗粒长度: 6～25 mm
Stain ε(%)
Izod notched impact strength (J/m)
杰事杰®汽车轻量化开发简介
—客户选材的系统解决方案供应商
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汽车轻量化趋势
杰事杰新材料
汽车轻量化—就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽
车的整备质量，从而提高汽车的动力性能，减少燃料消耗，降低排气污染。
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新材料、新工艺介绍-轻量化材料的LFT-D成型工艺 零部件成型方案 LFT-D
杰事杰新材料
海源机械的LFT-D工艺 武汉神龙塑胶
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新材料、新工艺介绍-轻量化材料的LFT-D成型工艺
PPN9011A03
新材料、新工艺介绍-整车轻量化途径
蠕变曲线对比
4
3
SFT PP+30%GF 2
1 LFT PP+40%GF
SFT PA66+30%GF
0
0.1
1
10
100
1000
Time t (hr)
LFT PP-G20
SFT PP-G20
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TPAC BC20系列（玻纤含量：15~50%）
长纤PA类
TPAC AC50/60系列（玻纤含量：30~50%）
长纤PBT类
TPAC AC40系列（玻纤含量：30~50%）
所谓长纤维是相对于短纤维而言，指在粒料中纤维平行排列、长度与粒子长度相同（一般10mm左右）,在最终制品中 纤维长度≥3mm。
• 特点： • 优异的力学强度、高的耐热性能、良好的抗冲击性能 • 低收缩率和高的尺寸稳定性
汽车轻量化趋势
车身结构：i3采用全碳纤维
复合车身，以及铝合金底盘(包含电池 组)，是这种结构的首个量产产品。其 最大特点就是降低车身重量，i3的整 备质量为1195公斤。众所周知，车的 重量越轻行驶中消耗的能量也就越小 。
杰事杰新材料
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动力系统:i3搭载一套由12个蓄
电池单元组成的8个蓄电池模块组。电机 最大功率为125千瓦，约172马力，最大 扭矩为250牛·米，官方130公里左右。
汽车轻量化趋势
杰事杰新材料
凤凰汽车网讯：其实在2011年宝马i品牌发布之前，也就是2010年7月，宝马还发布了一个 “Life Drive”的概念结构，宝马i3不仅产品零排放，工厂对于能耗也同样有限制，官方 称德国莱比锡的i3生产工厂所需的电能全部来源于风力，位于美国的碳纤维车身生产厂所 使用的电能全部来源于水利发电。 车内大部分材质都是可回收利用的，门板以及座椅为织物包裹，但并非常见的化纤织物， 而是洋麻，这是一种天然的植物纤维。车内所使用的塑料大多来自于回收材料，同样也是 可再生的，这一比例大约为25%。
杰事杰新材料
在线混料挤出机
基体树脂: PP、PET、ABS、ASA、PC/ABS等
（由于性价比高，以PP为基体树脂 的LFT占LFT总量的80％以上）
增强纤维: 玻璃纤维、天然纤维、碳纤维、其 它人造纤维
（由于玻璃纤维具有来源广、性价比高的 优势，玻璃纤维为增强纤维的 LFT 占 LFT 总量的90％以上）
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新材料、新工艺介绍-制备工艺技术核心
纤维的浸润----浸渍模头（核心专利）
杰事杰新材料
完全浸润
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有缺陷
杰事杰新材料
前碰横梁 -2.4kg 发动机下护板 -2.5kg
轮罩衬板 -3.2kg
塑料翼子板 -2.5kg
仪表板支架 -2.5kg
离合器踏板 -1kg
车身底部护板 -4kg
座椅骨架 -5kg
综合各主机厂根据车型选用的以塑代钢轻量化技术，可带来整车80kg左右的轻量化效果。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
汽车轻量化趋势
杰事杰新材料
轻量化材料的使用，在当前汽车行业高速发展与环境污染、能源紧张相矛盾的前提下， 在提高能源使用效率、减少空气污染、提高资源可回收利用等方面，不失为一个可以认真考虑 的解决方案，同时，一定会有广阔的应用前景。
概念车“Smart Forvision”
1、据最新统计，汽车行业的长纤维增强塑料复合材料消耗量约占总消耗量的80%。其中，欧美消耗量大约占 95%(欧洲占80%，美国占15%)。
宝马集团轻量化业务经理Franz Storkenmaier在接受记者采访时表示，CFRP材料的使用 大大降低了汽车的生产时间。以前生产一辆1系轿车需耗时40小时，如今生产一辆i3纯电 力驱动汽车只需20小时。据Storkenmaier透露，宝马i8将首次使用PE泡沫塑料空气通风管 ，与传统材质相比，该空气通风管将减重16%。
宝马i3汽车已与今年9月18号正式开始大规模生产。公司在其Leipzig和Landshut工厂共 设有6条CFRP生产线，负责车顶盖、乘车仓等CFRP零部件产出。
在2013法兰克福车展展位上，宝马i3内饰天然材料清晰可见。其仪表盘上附有桉树材质 包层。此外，该汽车底盘托架由含20%长玻璃纤维的增强型PP生产而成。
后防撞梁 -2.5kg
新材料、新工艺介绍-整车轻量化途径
结构优化 •通过辅助设计软件、CAE技术优化零部件结构， 降低零件重量
功能配置优化 •通过优化零部件、系统功能，减少零部件数量、 辅材的使用等
新材料技术应用 •采用高流动、易填充材料减薄产品壁厚 •采用轻质材料及成型技术替换旧材料 •以塑代钢新型材料应用
合肥杰事杰研发中心的计算机辅助工程 开发系统，主要主要利用CAE技术，结合物理 、机械、结构、设计、材料等综合领域的知 识，为项目从发起到立项前的可行性分析、 项目过程中的变更建议、项目后的增值服务 ，提供一体化解决方案。
最终将对材料技术、工艺技术和设计能 力的整合能力作为提升的重要目标从而实现 杰事杰人倡导的：客户选材的系统解决方案 供应商！
LFT 低温冲击性能的提高
500 450 400 350 300 250 200 150 100
50 0 -30
LFT PP+30%GF SFT PA6+30%GF
SFT PP+30%GF
-20
-10
0
10
20
Temperature (℃ )
新材料、新工艺介绍-杰事杰长纤产品类别
杰事杰新材料
长纤PP类
新材料、新工艺介绍-轻量化材料的注塑成型
杰事杰新材料
用于LFT注塑的螺杆头设计
用于LFT注塑的螺杆
注塑机 深螺槽设计及较低压缩比：压缩比 1:1.8~1:2.5；长径比 18:1~22:1 防止玻纤损伤的专门设计螺杆头 φ4mm以上的开放式喷嘴，最好是φ6mm以上
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
新材料、新工艺介绍-长纤材料的制备工艺
杰事杰新材料
►原位反应聚合工艺 ►粉体浸渍工艺 ►熔融拉挤浸渍工艺 ►熔融电缆包覆工艺
本公司采用的熔融拉挤浸渍工艺，能够实现良好浸渍和 较高生产效率的结合。
挤出机 树脂
混合玻纤挤出机
热料块
模压成型
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
神龙塑胶
杰事杰选材验证 工作简介
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建
自主创新-计算机辅助工程开发系统（CAE团队）
杰事杰新材料
鉴于汽车企业对塑料复合材料缺乏自主的材料选型、产品设计、模具开发及产品验证能力。因 此，在整车开发阶段，直接选用复合材料，开展产品开发时有较大的风险：
1） 技术探索周期长，投入成本较大，不确定因素较大； 2） 反复试验和验证，将会影响整车开发整个周期； 3） 缺少有效的评价技术和验证手段，也造成整车产品质量、安全性存在隐患； 当前，仿真技术广泛地应用汽车行业，决定仿真精度的因素除了算法、网格等，还有材料本身 结构及边界条件、材料模型、结构模型。
工件
不同工艺的生产过程
基本原材料
半成品材料
GMT
聚合物、添加剂
LFT-G
化合物
玻纤
LFT-D
工艺设备
GMT-加热 + 压机 单螺杆挤出机 + 压机
注塑成型 双螺杆挤出机 + 压机 双螺杆挤出机 + 注塑成型
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