汽车轻量化论坛 首页 资讯中心观点评论
2019车身新材料新工艺

对德国宝马轻量化技术中心主任沃尔夫博士的专访

2019-5-22 11:41 93 0 来自: 轻量技术网
简介
【汽车轻量化在线】开发汽车的成本正在增加,特别是如果要减轻重量的话。作为手段,优先考虑采用设计手段与带有多材料构造的系统轻量化。宝马集团轻量化和技术中心(LuTZ)负责人沃尔夫博士在接受采访时说,为什么连 ...

   【汽车轻量化在线】开发汽车的成本正在增加,特别是如果要减轻重量的话。作为手段,优先考虑采用设计手段与带有多材料构造的系统轻量化。宝马集团轻量化和技术中心(LuTZ)负责人沃尔夫博士在接受采访时说,为什么连接技术在优先级方面很重要,但始终是第二选择。

 轻量化技术》问:沃尔夫博士,你是否带领团队在兰茨胡特如隐士般的存在,远离慕尼黑的研发中心FIZ

沃尔夫博士答:宝马的同事们喜欢来兰茨胡特。因为我们位置的优势是实用性。这是因为批量生产就在隔壁,您可以在这里一起查看流程,可在现场快速回答可制造性问题。我们来自轻量化和技术中心,简称LuTZ,受益于我们的同事们在批量生产中提出的问题,并共同开发出良好的解决方案。在这里,社区特征扮演着重要角色。与此同时,我们作为慕尼黑量产开发同事中的“LuTZ @ FIZ”出现。

问:供应商是如何参与的?

答:供应商访问我们,我们访问供应商。这是一个网络,没有障碍,借助数字化时代的工具完成其余的工作 - 30%的意见调查是通过视频会议完成的。

问:电动BMW i3展示了轻量化在车身制造中的潜力。在底盘和动力传动系统中,您看到了哪些潜力?

答:这两个主题也是我们预开发社区工作的一部分,在这个社区我们可以从事不同的组件制造技术。所有技术 - 外部,内部,驱动或底盘 - 相互学习。与不同部门同事的联系带来了许多好的想法。因此,我们还尝试对已建立的装配体进行非常规解决方案,并将学到的纤维复合材料知识转移到底盘和传动系统。

问:可能没有车辆可以采用与BMW i3相当比例的碳纤维复合材料了。你是出于什么理由决定降低新电动汽车中的碳纤维复合材料百分比的?

答:为了做到这一点,我们需要回过头来了解是什么促使我们在如此大的规模上使用了碳纤维复合材料的。在2008年开发之初,宝马意识到未来的车辆概念和动力概念将发生巨大变化。当时担任首席执行官的莱特霍芬先生在进入新的移动模式时,将所有具有前景的技术提升到了一个新的水平。目标是更深入地渗透纤维复合材料技术:我们做到了这一点。宝马肯定是站在汽车行业最前沿的企业。但是,只有当在批量生产中使用材料和技术时,您才会真正了解材料和技术。我们将在这种学习过程中获得的知识转移到了其它的项目中,如BMW 7系和8系,总是力图在轻量化中实现更高的附加值。我们甚至在白车身中使用纤维复合材料,并将混合材料车身通过在KTL喷漆工艺带有高温负载的常规工艺链。

现在,随着电动汽车和自动驾驶的推出,我们掌握了所有技术难点。我们可以很好地决定采取哪种轻量化措施,哪种材料和哪种技术最适合某一项预算中的哪一点。因此,即使碳纤维复合材料没有以最纯粹的形式参与竞争并且在下一代i3中拥有高的比例,我们仍然做好了一切,并为未来做好了准备。

问:举例来说,在摆臂中采用泡沫铝带来了优势:这是一个很好的研究项目还是有可能用于批量生产,或者是大批量生产?

答:我们对此时刻关注,也了解供应商市场或竞争对手的这些技术。我们经常深入研究某项技术是否适合应用,并且不排除任何可能性。您提到摆臂的例子,我们可以看到泡沫铝项目的研究结果是很有希望的。我可以想象,应用的大门很快就会打开。有时只是一个小的制造创新,就突然打开了新产品的经济性和适用性的大门。

问:轻量化意味着不同类别的材料必须在承重结构中也要相互连接。连接技术能否跟上步伐?

答:连接技术对于混合结构很重要,但在优先级方面始终是第二选择。我们通常首先尝试考虑组件的过程集成,因为这通常是更便宜的方式。理想情况下,我们通过制造过程将功能和材料组合结合起来注塑成型就是一个很好的例子。只有当你有两件难以连接的拼图时,连接才能发挥作用。我们通常不会研究连接技术的一般原则,然后考虑产品应用,而是反过来。

问:如何通过研究集群在桌面上来解决MAI Carbon这个问题?

答:这里显示的骨架屋顶弓的载体是理想的混合方法。它由MAI前沿集群中的许多合作伙伴构思和实施。正是在必须承受最高负载峰值的区域,您可以使用长纤维增强复合材料型材,然后将其连接到注塑成型工艺中。但是,此原型尚未显示进一步的过程集成。我们尝试坚持的过程难以改变或者改变的成本极高。这包括车身制造及其已建立的连接方法,如焊接和胶接。我们将继续在部件的接口上执行此操作。

问:研究合作 - 例如MAI 三明治在轻量化技术领域有何意义?宝马内部轻量化研究如何从研究合作中脱颖而出?

答:在大多数情况下,我们有一个分级流程。我们希望进入研究合作,例如当时的MAI -  MAI三明治只是其中的一个子项目,以便为许多合作伙伴和大学的基金会领域的目标导向发展创造先决条件。从这些较大的社区中出现了较小的群体,这些群体通过更大的努力,进一步开发出更高水平的成熟的功能,并在整个工业化阶段进一步发展。这些是双边工程,通常是和供应商合作或是公司内部的项目。

问:多材料结构混合材料制成的部件,例如具有碳纤维复合材料覆盖层和泡沫芯的夹层结构是很难制造的,一般倾向于供应商来生产这些零件,而不是OEM自己来生产。轻量化是否会导致制造深度缩减?

答:车辆的复杂性不断增加,因此我们依赖与供应商专家的密切合作。如果我们声称要自己完成这一切,那么我们肯定会失败。在i3项目中,宝马公司与西格里集团合资,并选择了其他在碳纤维领域具有专业知识的合作伙伴。但碳纤维复合材料很难用作比较的基准,因为这种材料在工业方面仍处于起步阶段。一般而言,垂直整合的程度会降低,技术创新会导致模块交付给OEM最终装配,从而减少OEM的流程。

问:德国大学的研究重点是轻量化结构生产的自动化,特别是纤维复合材料和夹层部件。轻量化逐渐变得可承受的形式是否已经对批量生产产生影响?

答:如今的效果非常明显。当我说通过解锁纤维复合材料技术并使其自动化时,我毫不掩饰地说,我们在材料和制造成本方面都降低了成本。成本将继续下降,这是我们从与MAI Carbon等公共研究项目合作伙伴合作的结果中得出结论。然而,这里所涉及的每个人都必须有一些耐心。面对100多年来钢材以及50年来铝材所建立的轻量化潜力,纤维复合材料结构将无法在一代汽车中达到这样的水平。我们可能不得不期望,直至三到四代后,纤维复合材料才会具有真正的竞争力。

问:对于电动车而言应该来得更快些吧?

答:这也是一个先有鸡还是先有蛋的问题。我们必须确保即使在盈利能力有限的情况下,也可以将这种轻量化应用整合到产品中。只有这样,纤维复合技术才能进一步发展。如果没有量产实践证明和完成优化周期的能力,技术和材料就不会有太大变化。

问:您在亚琛工业大学的塑料专题上完成了博士学位。如何进一步改善注塑工艺?

答:我在塑料挤压领域获得了博士学位,但从那时起我一直在从事注塑成型的创新。注塑成型是迄今为止最成熟的工艺之一,因为该工艺不仅在汽车行业日常使用,而且在消费品,白色家电和电子产品中使用。随着组合学的日益增长,这一过程将得到进一步发展。因为在轻量化和混合应用中,不同的要求和集成要求结合在一起,这在注塑成型中起着重要作用。由于工艺温度适中 - 与热金属铸造相比 - 可以将所有材料组合在一起。这是很有吸引力的,这几乎是一个大的连接过程。

问:你如何看待“增材制造”的话题?

答:我们认为这项技术非常有趣,尽管它目前在成本方面还没有竞争力。但工业化将显示实际优化的可能性。采用增材制造技术,您可以不使用工具,只需要更少的夹具和安装辅助工具。换句话说,您必须提前投入组件的一次性工作量会急剧下降。如果在汽车个性化的更大挑战以及车身和驱动的大量方案面前看到这一点,增材制造可以迅速第应用于某些部件和较小数量的产品。此外,优化循环的设计更改仍然很容易,最重要的是,即使在开发过程的后期也可以很快实现修改。

问:根据欧盟报废车辆指令,车辆中使用的材料中有95%必须回收利用,85%甚至必须回收利用。这对金属来说不是一个大问题,因为到目前为止大多使用金属。相比之下,有问题的是碳纤维复合材料和难溶性化合物的不同材料?

答:回收的主题对宝马公司来说一直都很重要。我们很早就建立了一个回收和拆除中心RDZ。那是在1994年的慕尼黑洛霍夫。所有的开发都与这个回收中心在其回收能力上进行密切合作。对于具有较高碳纤维复合材料含量的i车辆的开发,首先关注的是建立和优化生产中的回收过程。如果未来电动车在生命周期结束 - 比普通汽车这将花费更长的时间-宝马公司再回收领域的同事已经在在抽屉里准备好了回收的方案。热固性纤维复合材料可以采取粉碎原则,继续在热塑性塑料部件作为填料使用,我们已经这么做了。然而,将纤维片重新纺成连续纤维也是有吸引力的,为此我们从纺织工业中学到了很多东西。

问:在德累斯顿工业大学的立场文件“圆桌会议”中,要求在轻轻量化的评估中也应包括原材料生产和报废。你同意这个要求吗?

答:是的,没错。宝马公司在其汽车产品的整个生命周期评估中全面考虑产品。这包括车辆的制造和回收。我们在i3i8上做到了这一点。许多人都不知道:这些汽车的诞生是出于显着改善能源平衡的动力。 前提是:我们消除了所有能源需求最大的制造工艺步骤。 因此,必须排除冲压车间和传统的涂漆工艺。因此,我们将重点放在铝型材,铝铸件和碳纤维复合材料上,因为这些材料不需要涂漆工艺。外皮已经转换为部件涂层,由于较低的干燥温度,其仅需要传统涂漆工艺的四分之一的能源。这是今天和未来车辆制造令人感兴趣的机会。

问:你如何看30年后的宝马轻量化和技术中心?

答:我们的信条是:轻量化领域如今实际上正在重新洗牌。这对于任何参与轻量化的人来说都是一个很好的机会 由于汽车目前正在发生变化,我们在过去30年中没有经历过这种情况。因此,我们希望到那时为新的解决方案做出不可或缺的贡献。

托马斯·沃尔夫博士介绍:

在德国亚琛工业大学获得博士学位后,沃尔夫博士于2000年进入宝马集团公司工作,担任技术外饰部门的仿真专家。在担任了进一步职务后,沃尔夫博士于2008年加入了宝马i项目团队。在i项目团队里,沃尔夫博士负责了四年的技术开发和莱比锡BMW i3电动车外壳生产系统的建设。2012年,沃尔夫博士担任宝马集团总部生产技术外饰项目的负责人。从2014年到20183月,沃尔夫在兰茨胡特领导了碳纤维复合材料部件的技术开发。自20184月以来,沃尔夫博士在德国兰茨胡特作为宝马集团轻量化与技术中心的领导人,负责组件制造的预开发以及与供应商网络的合作。 

收藏 分享 邀请

鲜花

握手

雷人

路过

鸡蛋

相关阅读

此篇文章已有0人参与评论

请发表评论

全部评论

精彩阅读

推荐资讯

广告位

关注汽车轻量化最新动态

官方微信

汽车材料网

全国服务热线:

0551-63857995

地址:安徽省合肥市北二环利浩财智广场

邮编:230001 Email:[email protected]

Powered by 汽车轻量化在线  皖ICP备10204426号-3

关于我们-联系方式- 汽车轻量化在线