激光焊_激光拼焊板技术
车身制造中的激光拼焊技术

激光拼焊设备的种类
激光技术采用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生 巨 大能量 的光束 。如果焦点靠近工件 ,工件就会在几毫秒内熔化和蒸发 ,这一 效应可用于焊接工艺。
激光焊接设备的关键是大功率激 光器,主要有两大类 :
( )固体激光 器又称Nd: AG 1 Y 激光器
莸得 了 日益广泛的应用 。
第一 步 ,选择 拼板材料 。一 般
来 说 ,对 于焊接之 后还需进 行深拉
的06 .5~25 .mm厚的板 材 ,要 选择 “ 较软 ”的冷轧低 碳钢 。但 实际上
奔驰 、宝马 、通用 、一汽 、东风、J 及奇瑞 等汽车生产厂相继在车 身 AC
中采 用了激光拼焊 板技术 ,如 图1 ? 。 目前 由拼 焊板生产 的汽车零部件 主 i f示 T 要有前后车 门内板 、前后纵梁 、侧围、底板 ,车门内侧的A、B 立柱 ,轮 、c 罩及尾 门内板等 。其中 ,门 内板应用此 工艺最多 ,其次是前纵梁 。J C A 紧跟
及塑性 ,看带有焊缝的结构 区是 否适于深拉加 工。比如对具有横向焊缝及纵 向焊 缝的平面样件进行拉伸试验 ,采 用机械试 验 ( 根据艾雷克橙指数评价 ) 或者 液压压延试验检测其冲压深拉能 力。同时 ,要 评价 焊件不同厚度 、冲压 及冲压时伴随 的热处理之后 的焊 区强度变化等 因素 的影响 。
在 冲压 时受到 的拉应 力最小 ,力求 最 经济 裁料 ,以提高金 属材料 的总 使用率 ,减少材料 浪费 。此外 ,对 拼板搭 接精度要特 别关 注 ,同时 应 避免焊 缝位于 冲压时受 到拉应 力最
大 的部 位 。
激光拼焊在国内外汽车厂的应用
2世纪9年代 ,欧洲 、北美 、 日 各大汽车生 产厂开始在车身制造中大 0 0 本 规模 使用激光拼焊板技术 ,近年该项技术在全球新 型钢 制车 身设计和制造上
6. 汽车轻量化的九大关键工艺

汽车轻量化的九大关键工艺!文章来源:材加网一、激光拼焊(TWB)及不扥厚度轧制板(VRB)1.激光拼焊技术激光拼焊是将不同厚度、不同材质、不同强度、不同冲压性能和不同表面处理状况的板坯拼焊在一起,再进行冲压成形的一种制造技术。
德国大众最早于1985年将激光拼焊用于汽车。
北美于1993年也大量应用激光拼焊技术。
目前,几乎所有的著名汽车制造商都采用了激光拼焊技术。
采用拼焊板制造的结构件有身侧框架、车门内板、风挡玻璃框架/前风挡框、轮罩板、地板、中间支柱(B柱)等(见图1)。
最新统计表明,最新型的钢制车身结构中,50%采用了拼焊板制造。
图1 激光拼焊技术在车身上的应用实例激光拼焊技术在20世纪90年代末引入中国,一汽、上汽、长城、奇瑞、吉利等汽车公司在前纵梁、门内板和B柱加强板等都有应用。
宝钢已有23条激光拼焊生产线,年产2 200多万片板坯,占我国市场份额的70%以上,是世界第三、亚洲第一大激光拼焊板生产公司。
鞍钢也在与蒂森克虏伯合作,在长春等地建立激光焊接加工生产线。
2.不等厚度轧制板变厚板是轧钢机通过柔性轧制工艺生产的金属薄板,即在钢板轧制过程中,通过计算机实时控制和调整轧辊的间距,以获得沿轧制方向上按预先定制的厚度连续变化的板料。
图2显示了变厚板生产的工艺原理。
与TWB钢板相比,VRB 钢板仅可为同一种钢种,宽度也不能太宽,更适合制造梁类零部件。
图2 不等厚度轧制板生产原理德国Mubea公司有两条变厚板生产线,年产7万t。
板厚为0.7~3.5m m,原始板料的最高强度为800MP a级别。
目前,欧洲70余个车型使用变厚板或者变厚管产品。
奔驰C级车中通道加强板、前地板纵梁、后保险杠、后地板横梁等11个零件使用了VRB钢板。
我国宝钢和东北大学均开展了VRB钢板的研发和生产工作,目前具备了小批量供货的能力。
借助于强大的材料开发能力,宝钢形成了VRB零件的设计、材料开发、成形过程模拟、模具设计和产品质量评估的能力,并已试制成功前纵梁、仪表板支架、顶盖横梁等零件,同时也轧制成功了1 500MPa级别的非镀层和铝硅镀层的热冲压成形钢板,成功试制了热冲压成形VRB中通道零件。
激光拼焊板技术简介

1.2kg of weight saving (33%)
(14%)
增加安全性
激光拼焊板可以合理提高: 激光拼焊板可以合理提高: 强度准确性 疲劳时效性 吸能效果 防腐能力
通过材料的合理选择减少加强零件数量, 减少零件的数量(通过材料的合理选择减少加强零件数量, 降低采购成本) 降低采购成本)
纵梁
Soudronic拼焊机质量监控系统
SOULAS® 核心技术优势
焊接穿梭装置 SOUVIS® 1 缝隙跟踪与 激光光束导 向摄像头 激光聚焦头 一体式焊接工 艺控制装置
精密夹紧与磁性定位装置 SOUKA® 缝隙 碾压对合装置 SOUVIS® 2 焊 缝上下几何外形 检测摄像头 SOUVIS® 3 局部 缺陷探测摄像头
二、激光拼焊板的特点
激光拼焊板很好的解决如下问题: 激光拼焊板很好的解决如下问题: 减重 增加安全性 减少零件的数量 减少汽车厂的生产流程 减少汽车厂的成本和设备投入 度身定作
减重(降低油耗、提高车速)
在相同强度的情况下,激光拼焊板可以很好的减轻重量。 在相同强度的情况下,激光拼焊板可以很好的减轻重量。
门内板成本降低
冲压工具和工序减少 取消门铰链的加强件的冲压模具 减少投资200万 减少投资 万 财务成本降低 铰链加强件的冲压工序取消, 铰链加强件的冲压工序取消,工时取消 成本降低 装配工序减少 门铰链加强板不需要装配到门内板上 成本降低
侧围内板成本降低
在欧洲采用传统的解决方 案 9块板 1MTB 冲压 装配(不包含设备、 装配(不包含设备、 工具) 工具) 小计 75元 75元/侧围 60元 60元/侧围 275元 275元/侧围 140元 140元/侧围
侧围
四、焊接质量保证
拼焊板材焊接技术

书山有路勤为径;学海无涯苦作舟
拼焊板材焊接技术
需要在成形之前将两块或更多块板材焊接在一起,焊接方式和焊
接性能的好坏直接影响着拼焊板的成形性能。
这里选用几种不同的焊接方法:CO2 激光焊、YAG 激光焊和钨极氩弧焊(TIG焊),以及国外经常采用的是滚压焊和激光焊来进行一下简单的比较。
滚压电阻焊
滚压电阻是属于电阻焊的一种,也就是电阻焊的缝焊。
金属材料滚
压电阻焊的焊接性受到材料本身物理、力学性能的影响。
材料的导电、导
热性越好,焊接区所需的热量越多,焊接区的加热越困难;材料的高温、
常温强度是决定焊接区金属塑性变形程度与飞溅倾向大小的重要因素之一;还有材料的线膨胀系数、对热的敏感性、材料的熔点等都对其焊接性有影响。
滚压电阻焊亦有缺憾,滚压电阻焊产生的缺陷包括内部缺陷和外
部缺陷。
内部缺陷有:未熔合、缩孔、裂纹、结合线伸入、内部喷溅、过
烧与晶间腐蚀等。
外部缺陷有:过深压痕、烧伤、烧穿、边缘胀裂和外部
喷溅、翘离等。
钨极氩弧焊
钨极氩弧焊是气体保护焊的一种,英文缩写为TIG焊,它的电极是
专注下一代成长,为了孩子。
激光拼焊技术介绍【全面解析】

激光拼焊技术介绍内容来源网络,由“深圳机械展(11万㎡,1100多家展商,超10万观众)”收集整理!更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示,就在深圳机械展.1、过程及必要设施激光(产生于被刺激的辐射放射物的光的放大作用)是一种特殊性质的光,单色并且连贯,因此可以将光集中于要做钢融解的一个微小斑点上。
要创造激光辐射,就需要激光媒介。
在将能量从外向内转入到这个媒介中的同时,可以产生被刺激的分子。
在谐振器中这束单色光将在两个镜子之间反射,由反射产生出时间和空间凝聚的光子,其中一个部分透明的镜子能将这条射线反射出这台谐振器。
针对大功率应用的重要激光器有两种:二氧化碳激光器和钕:钇铝石榴石激光器。
二氧化碳激光器是气体激光,即为产生出激光辐射所使用的媒介是气体,刺激过程就是放电过程,二氧化碳激光的波长为10.6mm。
钕:钇铝石榴石激光器是固体激光,激光放射媒介是钕原子在氧化铝中的点阵。
由于激光放射原子的密度比较高, 因此固体激光的大小比气体激光要小,钕:钇铝石榴石激光的波长为1064nm,是二氧化碳激光的十分之一。
二氧化碳激光是现在比较强有力的激光,但钕:钇铝石榴石激光的操控系统极具优势。
由于二氧化碳激光的波长为10.6mm,所以必须要安装一个“陡坡”装置,这就限制了可能的运动方式。
而钕:钇铝石榴石激光的辐射可以用灵活的纤维质光学波导进行引导,因此可以允许激光发射头进行自由移动。
2、优势及要求激光焊接重要的优势在于能够将非常高的能量聚焦于一点,激光束打在两个要焊接部分的边缘,输入能量把金属加热并将其融化。
在激光束作用以后,溶化的材料将迅速冷却。
在这个过程中,有一小部分的数量将进入被焊接的零件中。
在焊接减少热变形的同时,也减少了输入的热能量。
减少因热量影响的变形,并增加对准确性的纠正,可以节省大量金钱和时间。
激光拼焊板技术在汽车车身制造中的应用

汽 车 工 艺 与材 料
・
专题综述 ・
AUToM oBI LE TECHNOLOGY & n ATERI AL
文章 编 号 :0 3 8 1 2 0 0 - 0 9 0 1 0 — 8 7(0 6) 5 0 0 - 3
激光拼焊板技术在汽 车车身制造 中的应 用
用 现 状 及 目前 在 国 内 应 用 的局 限性 。
关 键 词 : 光 拼 焊 板 ;车 身 ;应 用 激 中 图分 类 号 : G 5 . T 4 67 文献 标 识 码 : A
Ap l a in o s r Tal r d Bln n Au o Bo y M a u a t rn p i to f La e i e a k i t d n f cu i g c o
2 激 光 拼 焊 板 技 术 特 点
以车 门 内板 为例 , 了保 证 功能 的需 要 , 门内 为 车
板 的主体 必须 有一 定 的柔性 , 而门板 的前 、 后部 需要
有一 定 的强 度 。如果 采用传 统 的 冲压 成形 方 法就需
要 另外 设计 加强 板 。 而采用 拼 焊技 术 , 将 3块不 同 先
董 绍斌
( 门金 龙 汽 车 车 身有 限公 司 , 建 厦 门 3 10 ) 厦 福 6 0 6
摘 要 : 焊 板 是 将 几 块 不 同 材 质 、 同厚 度 、 同 涂 层 的钢 板 焊 接 成 一 体 的 钢 板 , 满 足零 部 件 对 材 料 性 能 及厚 度 的 拼 不 不 以
不 同要 求 。 光 焊 接 凭 着 多项 显著 的优 点 , 常 适 合 用 于 生 产 拼焊 板 : 绍 了 激 光 拼焊 板 技 术 的 发展 、 点 、 势 、 激 非 介 特 优 应
4.5激光拼焊板技术介绍

应商。 2002年10月25日,中国第一条激光拼焊板专业化生产线正式投入
运行,武汉蒂森克虏伯中人激光拼焊有限公司引进蒂森克虏伯公司生产的 8kwCo2 连续激光焊接生产线,并采用该公司的全套专有技术和质量控制
体系进行生产。
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所谓激光拼焊板技术, 是指采用激光焊接工艺, 把不同厚度、不同材质、
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4. 作业思考题
(1)简要说明什么是激光拼焊板技术,它的起源、发展和 应用的背景是什么?
(2)查阅相关资料,了解激光拼焊板技术在我国汽车行业
的应用现状。
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图2 激光拼焊板在轿车车身上的应用示意图
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图3 激光拼焊板在长安轿车CS75车身上的应用实例
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图4 激光拼焊板在吉利博瑞轿车GC9车身上的应用实例
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3. 小结
本次课介绍了激光拼焊板的概念和产品特点,以及该技 术在汽车制造行业的发展和应用,特别是对汽车减重降耗的 重大意义。
激光拼焊板技术介绍
课程名称:激光焊接工艺实践 承担单位:浙江工贸职业技术学院
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1. 教学目标
• 了解我国激光拼焊板技术的发展和在汽车行业的应用, 与传统汽车制造工艺相比,采用激光拼焊板对降低车辆自
重,简化生产流程的重要意义。
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2. 激光拼焊板技术介绍 2.1 激光拼焊板技术的概念
激光拼焊板技术是汽车车身设计制造中出现的一个崭新的概念。1985 年,德国蒂森克虏伯钢铁公司建立了第一套激光焊接板材定制系统,开始
用于生产奥迪汽车底板,采用激光拼焊板对于汽车的轻量化、减少模具种
类和数量等成效显著。现在几乎所有的著名汽车制造商都已在汽车生产中 大量使用激光拼焊板,并且已经出现了为汽车制造商提供激光拼焊板的供
什么叫做激光焊

什么叫做激光焊激光焊是一种利用激光束作为热源进行焊接的高科技焊接技术。
通过控制激光束的能量密度和焦点位置,将焊接接头处加热至熔化状态,从而实现材料的熔接。
激光焊具有焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高等优点,因此在诸多工业领域应用广泛。
激光焊原理1.激光束产生:激光束是由激光器产生的一束聚焦光束,其具有高能量密度和方向性。
2.激光能量吸收:激光束照射到工件表面时,能量将被吸收并转化为热能。
3.材料熔化:高能激光束照射到焊接接头处,使其升至熔化温度。
4.熔池形成:材料熔化后形成熔池,在激光束作用下熔池深度逐渐增加。
5.焊缝形成:当激光束移动时,熔池逐渐凝固形成焊缝。
激光焊优点•高能量密度:可在短时间内提供高能量,加快焊接速度。
•小热影响区:激光焊热输入小,降低工件变形风险。
•高精度:激光焊焊缝质量高,具有较高的焊接质量。
•无接触焊接:激光焊是一种非接触焊接方法,适用于高精度焊接。
激光焊应用领域激光焊技术在多个领域得到了广泛应用,主要包括但不限于以下几个方面:1.汽车制造:激光焊用于汽车车身焊接,提高了焊接质量和生产效率。
2.航空航天:激光焊广泛应用于航空航天领域的零部件加工和修复。
3.电子制造:激光焊在电子零部件的微细焊接中发挥着重要作用。
4.医疗器械:激光焊被用于医疗器械的制造和装配,保证产品的质量和卫生标准。
结语总的来说,激光焊作为一种高效、高精度的焊接技术,在工业生产中具有重要意义。
随着技术的不断进步和应用范围的扩大,激光焊将继续发挥着重要作用,为各行各业的生产与制造提供更加高效、高质量的解决方案。
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内容简介
一、激光拼焊板的发展历史 二、激光拼焊板的特点 三、激光拼焊板的应用 四、焊接质量保证 五、国内目前激光拼焊总体介绍
一、激光拼焊板的发展历史
激光拼焊板的定义
是将不同厚度或不同材质及不同表面状态的钢板 拼接在一起,在冲压制造后,与其他零件一起总装成 汽车整车。
激光拼焊板的发展
门内板成本降低
冲压工具和工序减少 取消门铰链的加强件的冲压模具 减少投资200万 财务成本降低 铰链加强件的冲压工序取消,工时取消 成本降低 装配工序减少 门铰链加强板不需要装配到门内板上 成本降低
侧围内板成本降低
在欧洲采用传统的解决方 案 9块板 1MTB 冲压 装配(不包含设备、 工具) 小计 75元/侧围 60元/侧围 275元/侧围 140元/侧围
1655
1824
门内板
轮罩
前地板
激光拼焊用于大零件
两条焊缝
薄材料
薄材料 厚材料
重量
零件
强度
交叉重叠
侧围
四、焊接质量保证
1、材料准备 2、焊缝特性 3、焊缝设计 4、激光拼焊板的成形
1、材料准备
为保证焊缝质量,对材料焊接边有严格的要求:
保持很好的接触,直线度约为厚度的5%;
剪切断面形状;(光亮带:断裂带:塌角:毛刺=40:40:10:10) 剪切质量高且焊接面必须保持清洁;
FACTOR ANALYSIS
Effect of the blanking Effect of the steel grade
2、焊缝特性
当焊缝远离冲压变形区域,仅考虑较薄材料的FLC
当焊缝位于冲压变形区域,要考虑焊缝的FLC
3、焊缝设计
4、激光拼焊板的成形
张力主要在薄板
在没有支撑的地方起皱
中间仓库
焊接 拼焊板产品
钢卷
1、落料线设备
2、焊接线设备
落料线
1 2 3 4 5
钢卷准备 开卷机 穿带装置 切头剪I 清洗机(预留)
6 矫直机 11 堆垛机 7 活套 12 切头剪II(预留) 8 喂料辊 9 尾料送料辊 10 压机
摆剪模
最大摆角:± 30° 摆角精度:5'
落料线
落料原料
钢卷宽度 厚度 内径 外径 350-2000mm 0.6-3.5mm 508或610mm 900-2000mm
Soudronic拼焊机质量监控系统
SOULAS® 核心技术优势
焊接穿梭装置 SOUVIS® 1 缝隙跟踪与 激光光束导 向摄像头 激光聚焦头 一体式焊接工 艺控制装置
精密夹紧与磁性定位装置 SOUKA® 缝隙 碾压对合装置 SOUVIS® 2 焊 缝上下几何外形 检测摄像头 SOUVIS® 3 局部 缺陷探测摄像头
SOUVIS3 局部焊接缺陷 跳焊 虚焊 孔隙 基板对齐情况
打浅坑
板料堆放时厚度不同的补偿
目前国内主要有三大厂家从事激光拼焊 板的生产工作,他们分别是 上海宝钢阿 赛洛、武汉中仁(蒂森克虏伯)、鞍钢 蒂森克虏伯
谢 谢!
激光拼焊板得到了广泛的应用
•第一个集中批量使用激光拼焊板的是--丰田;
•在欧洲
如:大众的GOLF4应用了19块激光拼焊板; Renault Laguna 2,激光拼焊板重量达100Kg;
目前世界有300余条激光拼焊线。
激光拼焊板在车身上的应用
中立柱 B柱连接件
行李箱加强板
行李箱内板 减震器支座
轮罩 后轮罩 横梁 侧围内板 保险杠 前纵梁 前地板
减重 增加安全性 减少零件的数量 减少汽车厂的生产流程 减少汽车厂的成本和设备投入 度身定作
减重(降低油耗、提高车速)
在相同强度的情况下,激光拼焊板可以很好的减轻重量。
1.2kg of weight saving (33%)
(14%)
增加安全性
激光拼焊板可以合理提高: 强度准确性 疲劳时效性 吸能效果 防腐能力
1964年 1980年 1984年 2003年 BUDD Co第一个专利 AUDI对钢板宽度需求超过2000mm(同厚度、地板) THYSSEN向AUDI交付40000件激光拼焊板 全球生产了160 000 000件激光拼焊件…………
二、激光拼焊板的特点
激光拼焊板很好的解决如下问题:
பைடு நூலகம்
在欧洲采用MTB的解决方案
差异
240元/侧围 20元/侧围
100元/侧围 55元/侧围 60元/侧围
260元/侧围
15元/侧围 30元/车
工具 冲压、装配
减少8仟万设备投资
激光拼焊板与普通零件的比较
可根据实际需要度身定作
超宽板 材质选择 厚度选择 镀层选择 材料的合理组合利用
三、激光拼焊板的具体应用
•开裂看来是由于焊缝的缘故 •开裂线垂直于主要压力 开裂处离焊缝3-4mm
•降低垂直焊缝的压力
•避免过高的厚度差
开裂始于焊缝,在基板上发展 •限制垂直于焊缝的压力
与焊缝质量无关,用杯突试验可 以判定
•加强焊接质量
五、国内目前激光拼焊总体介绍
激光拼焊板的生产工艺
落料或剪切
厚度: 2.0 mm 钢级: DDQ EG 厚度: 0.9 mm 钢级: EDD EG
焊机Souka, Seem and Souvis 系统结构
激光束 Souvis 3 Souvis 2
Souvis 1
该图由Soudronic 提供
Souk a/SE EM
设备机身采用整体框架式设计. 在整个焊接生产过程除了穿梭装 置带着工件做往复直线运动, 整个设备其他部分, 尤其是“激光头” 与“在线质量检测系统”均固定不动, 故设备可保证稳定的焊接质量. Souka=缝隙碾压对合装置 Souvis=在线不间断质量监控系统
SOUVIS® 1 摄像头 Encoder
CAN / ETHERNET
SOUVIS® 2 上部和底部摄 像头 SOUVIS® 3 s传感器和信 号处理器
RS 232
用于图像处理的工控机
打印机 Mode m
SOUVIS1 缝隙实际位置 缝隙余留间隙 基板对齐情况 激光光束引导
SOUVIS2 错位 焊缝凹陷 焊缝突起 过焊和缺焊
最大卷重
抗拉强度 屈服强度
成品长度
30吨
270-1200N/mm2 120-900N/mm2
200-5000mm(使用摆剪模)
拼焊机示意图
产品规格
•汽车用激光拼焊板厚度范围:0.6-3.5mm •激光拼焊板宽度范围:220-3200mm
•激光拼焊板长度范围:100-3000mm
•材料可以为冷板、热镀锌、电镀锌等各种汽 车用钢板 •可供等厚、差厚、直线、折线、曲线激光拼 焊板 •焊缝宽度小于1mm。
板形;
EFFECT OF THE BLANKING QUALITY OF THE WELDING DEFECT
Blanking specifications
D ZL ZA p
Vue en coupe (flan unitaire)
D : ( 10 % Th.) Sheared area (Z L) : ( 45 % ep) Break height (ZA) : ( 45 % ép) Break depth (P): (if th.. 2 mm P 4 % th if th. < 2 mm P 80 µm)
门内板
激光拼焊板 “前纵梁"
传统设计/ 部件较多
“激光拼焊”只有一件
三条激光焊缝 激光焊接
Source: VW
重量
零件
强度
交叉重叠
VW Golf (A4), 前纵梁
背门
中间一条焊缝
一条焊缝
厚材料
薄材料
重量
零件
强度
交叉重叠
前门内板
Jaguar X400 门内板
DC05 1.5 mm DC05 0.75 mm
减少零件的数量(通过材料的合理选择减少加强零件数量,
降低采购成本)
纵梁
中立柱
减少汽车厂的生产流程
减少汽车厂的成本和设备投入
成型性能更加稳定(反弹) 功能集成、工序减化 落料、冲压、总装设备投入减少(内部物流) 利于汽车回收
门内板
使用MTB废料减少
传统工艺废料为:0.864kg (工艺补充等因素) 使用MTB废料为:0.138kg 每个门内板降低废料0.726kg 每车降低1.4kg 零件上的材料 门铰链的位置原采用2.0+0.8mm被1.8mm材料代替, 装配后达到同样的强度。 材料减少2.15kg--整车材料减少4kg。 成本降低重量减少