葉文兵

摘 要：隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈，降本將是所有汽車(chē)主機(jī)廠的持久戰(zhàn)，但降本不得以犧牲產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力為代價(jià)進(jìn)行。本文從外飾件輕量化、減少構(gòu)成件/標(biāo)準(zhǔn)件等的應(yīng)用、免噴涂高光材料使用、零件集成化/模塊化、工裝柔性化等幾個(gè)方面對(duì)汽車(chē)外飾降本方案進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。

關(guān)鍵詞：外飾降本 輕量化 集成化 柔性化 免噴涂材料

A Brief Talk on the Cost Reduction Plan for Automobile Exteriors

Ye Wenbing

Abstract：As market competition intensifies， cost reduction will be a protracted battle for all auto OEMs， but cost reduction must not be done at the expense of product competitiveness. This article briefly elaborates the cost reduction scheme of automotive exterior parts from several aspects， such as lightweight exterior parts， reduction of application of components/standard parts， use of spray-free high-gloss materials， integration/modularization of parts， and flexibility of tooling.

Key words：exterior decoration cost reduction， lightweight， integration， flexibility， spray-free materials

1 引言

隨著國(guó)內(nèi)自主品牌的快速發(fā)展以及各大合資品牌價(jià)格的不斷下探，國(guó)內(nèi)乘用車(chē)汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，在各大品牌汽車(chē)產(chǎn)品力差距越來(lái)越小的情況下，價(jià)格成了占領(lǐng)市場(chǎng)的重要因素;為保持足夠的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力同時(shí)保證一定的整車(chē)?yán)麧?rùn)，降低整車(chē)成本成為各大主機(jī)廠亟待解決的重要課題;而汽車(chē)外飾作為整車(chē)的重要組成部分，同時(shí)又是變更最為頻繁的一大模塊，對(duì)整車(chē)成本起著舉足輕重的作用，如何降低外飾零部件的零件成本以及開(kāi)發(fā)成本是各大主機(jī)廠無(wú)法逃避的課題。

本文從輕量化設(shè)計(jì)、零件集成化設(shè)計(jì)、減少構(gòu)成件/標(biāo)準(zhǔn)件、免噴涂高光材料使用、以及柔性化工裝開(kāi)發(fā)等方面進(jìn)行簡(jiǎn)單概述，淺談汽車(chē)外飾的幾點(diǎn)降本方案。

2 外飾件輕量化設(shè)計(jì)

作為整車(chē)舉足輕重且變化最頻繁的一大模塊，外飾件輕量化不僅可以減少整車(chē)質(zhì)量，降低整車(chē)油耗;同時(shí)將大幅降低零件成本和整車(chē)成本。

以最大最重的外飾件保險(xiǎn)杠為例，有相關(guān)研究[1]表明當(dāng)保險(xiǎn)杠外罩的壁厚由傳統(tǒng)的3.0mm減薄到2.0mm時(shí)，保險(xiǎn)杠外罩的整體重量可減少20%左右。目前，大部分歐美及中國(guó)自主品牌主機(jī)廠保險(xiǎn)杠外罩壁厚一般為2.8～3.2mm，而日系主機(jī)廠保險(xiǎn)杠外罩主壁厚已經(jīng)做到2.5mm左右，甚至某日系主機(jī)廠部分車(chē)型保險(xiǎn)杠壁厚已經(jīng)做到2.0mm。

近年來(lái)，改性聚丙烯材料（PP）的快速發(fā)展為汽車(chē)保險(xiǎn)杠的發(fā)展提供了可能性，改性PP塑料具有高流動(dòng)、高韌性、高強(qiáng)度和高剛性等特性，很好地彌補(bǔ)了薄壁化帶來(lái)的零件強(qiáng)度、剛度等性能降低;根據(jù)文獻(xiàn)估算結(jié)果，如下表1，保險(xiǎn)杠壁厚每減薄0.5mm，零件重量可減少15%左右，原材料成本可減少10%左右。而隨著改性PP技術(shù)越來(lái)越成熟，市場(chǎng)份額提升，材料單價(jià)還將進(jìn)一步降低;因此零件薄壁化帶來(lái)的降本還將進(jìn)一步提升。

隨著改性PP等塑料研發(fā)技術(shù)的進(jìn)一步提升、設(shè)計(jì)能力提升、市場(chǎng)等因素的影響，外飾塑料件薄壁化必將是未來(lái)的趨勢(shì)之一。

3 減少構(gòu)成件/標(biāo)準(zhǔn)件等的應(yīng)用

外飾件作為汽車(chē)重要的外觀和功能件，其中搭載著大量起裝飾作用的各類小零件，比如各種電鍍件、個(gè)性色噴涂裝飾件/裝飾板等，以及霧燈、發(fā)光條、雷達(dá)等電子器件等;在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)觀念里，為保證可靠性，通常采用緊固件（自攻釘、螺栓、金屬卡夾、3M膠等）將上述零部件固定到相關(guān)外飾件上。

隨著材料性能、零件加工精度能力的提升，外接緊固件緊固方式必將被取代。例如某德系主機(jī)廠格柵電鍍件已不再使用自攻釘緊固方式，完全通過(guò)電鍍件自帶卡腳卡接到格柵本體，可保證安裝品質(zhì)以及耐久性能;再者例如倒車(chē)?yán)走_(dá)的傳統(tǒng)緊固方式是通過(guò)3M膠粘貼到前后保險(xiǎn)杠上，由于3M膠成本高，越來(lái)越多主機(jī)廠采用超聲波焊接的方式安裝到保險(xiǎn)杠上。由于取消了昂貴的3M，可在一定程度上取消零件成本，同時(shí)通過(guò)將雷達(dá)支給到人工成本更低的零件供應(yīng)商進(jìn)行裝配可有效降低主機(jī)廠高昂的裝配工時(shí)/成本。

4 免噴涂高光材料使用

為增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力以及滿足消費(fèi)者需求，各大主機(jī)廠對(duì)于外觀件的質(zhì)感要求越來(lái)越高，大面積使用蝕紋塑料件將成為歷史，而使用噴涂工藝又會(huì)導(dǎo)致零件成本大幅提升。高光免噴涂工藝因其環(huán)保、低成本、高品質(zhì)外觀、輕量化等優(yōu)勢(shì)而備受各大主機(jī)廠的青睞[2]。

目前使用ASA+PMMA材料進(jìn)行的免噴涂高光黑注塑工藝在各主機(jī)廠均有不少應(yīng)用實(shí)績(jī)。過(guò)往該工藝主要運(yùn)用于外立柱飾板零件中，隨著材料性能的提升，前格柵、霧燈飾板、前后保裝飾件等越來(lái)越多使用該工藝進(jìn)行制造，可大幅降低零件成本同時(shí)保證較優(yōu)異的零件外觀品質(zhì)。

根據(jù)2020年廣州車(chē)展調(diào)查情況，為了滿足消費(fèi)者個(gè)性化外觀需求，各個(gè)主機(jī)廠也相繼在外觀上做出更多彩色（紅色、黃色、藍(lán)色、橙色、綠色等）的裝飾件來(lái)展現(xiàn)個(gè)性、年輕、運(yùn)動(dòng)的風(fēng)格。據(jù)了解目前各類個(gè)性彩色裝飾件均通過(guò)噴涂或者電鍍工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，不僅零件成本高昂且會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染。

在與國(guó)內(nèi)某材料廠的交流過(guò)程中了解到目前高光免噴涂材料的應(yīng)用主要集中在黑色、銀色等較為簡(jiǎn)單的顏色，但彩色免噴涂高光材料也在研發(fā)之中，彩色免噴涂高光材料的問(wèn)題主要集中在熔接痕、流痕、顏色調(diào)配、耐老化性能等方面。相信隨著各種添加劑和助劑的成功研發(fā)必將引導(dǎo)彩色免噴涂高光材料在汽車(chē)外飾件上得到廣泛應(yīng)用。

5 零件集成化/模塊化

隨著設(shè)計(jì)理念以及制造能力的提升，零件集成化也將成為汽車(chē)外飾降本方式的一種。本文中所提出的集成化是指將各個(gè)獨(dú)立的起不同功能作用的零件集成為一個(gè)零件，由集成后的零件承擔(dān)集成前各零部件的所有功能。通過(guò)減少零件數(shù)量，降低開(kāi)發(fā)工裝成本、開(kāi)發(fā)人力成本、管理成本、運(yùn)輸成本、零件分揀成本、零件裝配工時(shí)成本等達(dá)到降低零件成本和整車(chē)成本的目的。

國(guó)內(nèi)某主機(jī)廠通過(guò)集成化設(shè)計(jì)，將格柵安裝支架、導(dǎo)流板、機(jī)艙護(hù)板等獨(dú)立零件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成一個(gè)零件，可降低零件成本約15～20%。目前該方案在某車(chē)型上已得到量產(chǎn)。

除上述集成化，外飾件模塊化也是降本的一種方案。通常情況下，零部件供應(yīng)商的工時(shí)成本都低于主機(jī)廠的工時(shí)成本，因此將一系列關(guān)聯(lián)零件支給到某一供應(yīng)商進(jìn)行組裝成模塊后再到主機(jī)廠總裝車(chē)間進(jìn)行模塊化裝配的方式可達(dá)到降本的目的。以保險(xiǎn)杠為例，通常保險(xiǎn)杠上搭載有倒車(chē)?yán)走_(dá)、BSD雷達(dá)、霧燈、回復(fù)反射器、線束、攝像頭等一系列零部件，若將此類零件支給到保險(xiǎn)杠供應(yīng)商由其組裝成保險(xiǎn)杠模塊再交貨到主機(jī)廠進(jìn)行合車(chē)，即可節(jié)省主機(jī)廠總裝工時(shí)，同時(shí)可節(jié)省主機(jī)廠物流管理和零件分揀成本。

6 工裝柔性化

外飾零件作為整車(chē)改動(dòng)最為頻繁的部件，特別是保險(xiǎn)杠/中央上部格柵等，每一次的改動(dòng)都帶來(lái)大量的工裝開(kāi)發(fā)費(fèi)用投入，即使對(duì)于資金雄厚的大主機(jī)廠也是一筆不容小覷的投入。

以保險(xiǎn)杠開(kāi)發(fā)為例，為滿足倒車(chē)?yán)走_(dá)、BSD雷達(dá)等電器件的搭載需求，通常需要開(kāi)發(fā)專用的雷達(dá)孔沖孔工裝以及雷達(dá)支架焊接工裝。每一套專用工裝的開(kāi)發(fā)都是幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)的投入，對(duì)于頻繁變更的外飾件來(lái)說(shuō)顯然是非常不劃算的，且大量專用工裝對(duì)于零部件供應(yīng)商的生產(chǎn)廠房帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，帶來(lái)巨額的工裝存放和管理成本。

為降低工裝開(kāi)發(fā)成本，柔性化將是必然的選擇。杭州某保險(xiǎn)杠生產(chǎn)工廠采用激光切割的方式取代傳統(tǒng)沖切的方式進(jìn)行保險(xiǎn)杠雷達(dá)孔柔性加工，不同車(chē)型的不同零件均可在同一臺(tái)柔性激光切割設(shè)備上進(jìn)行加工，只需對(duì)固定夾具及控制程序進(jìn)行適配調(diào)整即可;另外，柔性化后對(duì)于后期設(shè)計(jì)變更更加靈活方便且不會(huì)帶來(lái)巨額的設(shè)變費(fèi)用，該方案在杭州某車(chē)企的量產(chǎn)車(chē)型上已經(jīng)得到了實(shí)際應(yīng)用。

為響應(yīng)快速開(kāi)發(fā)以及降低開(kāi)發(fā)成本，柔性化加工必將成為未來(lái)的趨勢(shì)，激光切割、超聲波切割、超聲波焊接等外飾柔性化加工設(shè)備的普及也將進(jìn)一步推動(dòng)外飾開(kāi)發(fā)工裝柔性化的進(jìn)程。

7 結(jié)語(yǔ)

本文僅從外飾件輕量化、減少構(gòu)成件/標(biāo)準(zhǔn)件等的應(yīng)用、免噴涂高光材料使用、零件集成化/模塊化、工裝柔性化等幾個(gè)方面對(duì)汽車(chē)外飾降本方案進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述，結(jié)合實(shí)例簡(jiǎn)要地描述了其可行性。

參考文獻(xiàn)：

[1]周強(qiáng)，劉樹(shù)文.汽車(chē)保險(xiǎn)杠的薄壁化設(shè)計(jì)[J].上海汽車(chē)，2013（09）：20-23.

[2]陶永亮，王曉光，歐陽(yáng)婷.免噴涂材料在汽車(chē)零件中的應(yīng)用[J].橡塑技術(shù)與裝備，2019，45（18）：21-24.