一輛汽車的面世需要經過設計、工程開發和制造。而一輛高品質汽車的誕生除了前兩方面的因素之外，制造環節也占據了重要的位置。制造工藝水平的高低將決定一款車是否真正具有高質量。本文將對當前車企最為先進的制造工藝進行盤點。

福特在B柱上采用液壓成型技術 全球首用

圖1 液壓成型技術

    2013款福特Fusion的A柱、B柱將采用液壓成型技術，據福特車身工程師稱該技術為業界首創。他使用液壓成技術代替原有的熱壓印焊接薄板來制造車頂柱結構，既減輕了重量，又節約了成本和材料，最重要的一點是防撞性能更出色。“液壓成型技術使得汽車的車身有更好的結構連續性。”福特技術主管摩根表示，“目前只有我們的團隊能夠掌握液壓成型技術。”

    Fusion轎車將基于福特的CD4平臺上設計制造，舍棄了前幾代Fusion使用的馬自達G-derived CD3平臺。CD4平臺同樣適用于林肯MKZ，該平臺主要采用鋼鐵、高強度鋼和超高強度鋼的合金材料結構組成，在扭轉剛度和抗彎曲能力上更加出眾。

本田飛度采用內骨架式制造技術

圖2 內骨架式制造技術

    內骨架結構是指將汽車車體分成骨架（Frame）和外板(OutERPanel)，首先組裝起整體骨架，然后焊接外板的結構（圖2）。這樣可使主骨架更加牢固，有利于減輕車體重量和提高車體剛性。原來是將車體分為上部（上車體）和下部（下車體），首先組裝各自的骨架和外板，然后上下結合。

現代唐津鋼鐵廠先進零部件成型工藝

圖3 鋼鐵廠

    現代鋼鐵公司的科學家和工程師們和現代汽車的車身工程師直接合作，定制鋼材的合金成分、厚度等參數，最大程度地適應使用的需求。現代鋼鐵公司生產的所有車用鋼板都提供給現代和起亞兩家公司，但是也只能滿足兩家公司的需求量的一半。唯一能從現代鋼材廠購買原料的除了現代、起亞之外的汽車廠家就是克萊斯勒，它可以得到少量鋼產品，用到Tigershark虎鯊型發動機上面（該款發動機是克萊斯勒、三菱、現代的合作產品）。

熱熔鉆、鋁合金電焊、激光焊接工藝打造科爾維特車身

圖4 科爾維特車身

    通用汽車花費了1.31億美元為其Bowling Green組裝廠打造了一套先進的生產體系。而首先“享用”其成果的是通用科爾維特。新的技術包括鋁材之間的電焊工藝，實現超高強度車身的同時保證尺寸精確性。新的生產技術可以實現更精確的組件制造，例如車架及其附屬連接件。通過三維激光檢測系統，使組件制造時產生的裝配公差比上一代科爾維特生產時精確25%。

    在科爾維特這款車誕生至今，2014款車型中的車架結構最為復雜，主車架由5段特別定制的鋁材合并而成，包括車架兩端的鋁擠壓件、主車架中央梁和懸架連接處的空心節點鑄件。車架每部分的厚度均不同，根據每部分的不同作用達到不同的剛度和重量要求。車架裝配需要先進的連接工藝、精確的強度測量和尺寸測量作為基礎。通用采用新型鋁材焊接、熱熔鉆式緊固工藝以及激光焊接工藝分別滿足上述要求，打造出高質量的車架。

大眾XL1采用最嚴苛公差標準裝配

圖5 公差標準裝配

    大眾XL1在經過種種輕量化設計之后，整車重量僅為795公斤，其中包含了重227公斤的驅動裝置、153公斤的行駛機構，80公斤包括2個筒形座椅的設備，以及105公斤的電氣系統，余下的230公斤便是車身重量，經測試車身的風阻系數（Cd）為0.189。

    為了保證車身尺寸的精確度，大眾XL1的車身制造過程中將首先使碳纖維橫造式車架固定于組裝支撐板上，并用夾具固定。再將車頂部分組件通過粘合的方式固定，車后方主干部分通過膠合以及螺栓鏈接方式固定。

    車門制造過程施行最嚴苛的公差標準；車門材料上的鋼材與鋁材能夠根據具體外飾形態進行重塑，但是碳纖維材料不能。車門鉸接在A柱下端和車頂邊框略高于擋風玻璃處的兩個點上，所以車門向上展開時也會略微前傾。車門可以完全升到車頂上方，因此打開時可空出非常大的進出空間。車身A柱處的碳纖維材料厚度由2毫米到6毫米不等，其中還包括環氧樹脂和四種不同類型的聚氨酯膠，包括在特殊領域使用高彈性膠。

奔馳新S級采用全新燃油箱制造工藝

圖6 全新燃油箱制造工藝

    奔馳新S級中采用了邦迪管路（TI Automotive）公司最新發布的先進燃油箱工藝技術（tank advanced process technology，TAPT）新方案使得奔馳S級中鞍槽形燃油箱與附屬元件集成結構得以優化。

    TAPT工藝是一項靈活性極高的解決方案，能夠適應多種類型的動力總成（包括柴油車、汽油車、混動車、新能源車）以及各種不同的油箱幾何結構。目前來說，汽車制造商根據不同種類的汽車和區域性差異會對油箱及其附屬件結構進行調整，而TAPT工藝則符合全球標準化汽車平臺的各項標準。邦迪管路目前已經著手研發第二代TAPT技術，將通過獨特的雙成型工藝制造出增壓燃油箱，專門用于混合動力車。在制造過程中，直接將剛性輔助結構插入油箱中，輔助其成型并保持箱內壓力。

萊比錫工廠多項高新工藝打造寶馬i3

圖7 打造寶馬i3

    2013年經歷了大紅大紫的寶馬i3目前已經投入量產。在其“出生地”萊比錫工廠的生產線中，采用了多項先進工藝。從碳纖維細絲紡織成各種各樣的結構和樣式，再利用熱處理或塑料粉末高壓粘合技術，把這些板件加工出立體構型。加工成型階段，每一次三個形狀完全相同的碳纖維板件要重疊在一起，這樣可以有效地降低在最終的樹脂傳遞成型過程中材料發生撕裂的可能性。

    在樹脂傳遞成型階段之后，利用水激光切割技術完成碳纖維增強復合材料部件上的嵌入空和邊緣剪裁加工；接著在最新的全自動化車身車間中，所有部件進行過表面磨砂處理，增加粘附性后，結合為一個穩固整體。

    裝配車身使用的膠粘劑是寶馬公司與一家大型化工企業聯合開發的，擁有快速硬化的特性，但它的配方至今還是機密。僅僅需要幾秒鐘的時間，膠粘劑就能夠發揮作用，這樣一個部件連接點在噴涂上膠粘劑后，幾乎不用耗費時間車身就可以移動到生產線下一個膠粘劑噴涂點，粘合下一個連接點。i3的車身模塊和驅動模塊（包括承載結構、電池組、電動機、選裝內燃機、懸架等）是在萊比錫工廠由兩條獨立的生產線分別組裝的，然后僅需要十個金屬緊固件就能夠把這兩部分搭配為一個整體，但還需要使用上述的秘方膠粘劑才能實現最終的密封性連接。

福特在發動機制造中引入微量潤滑工藝

圖8 引入微量潤滑工藝

    節能理念是汽車行業長期關注的一個話題，它不僅體現在汽車本身，還體現在制造工藝中。福特汽車在其全球6家工廠中加入了全新準干式切削工藝——微量潤滑（Minimum Quantity Lubrication，MQL）工藝。加工金屬件會發生摩擦并產生熱量。傳統的工藝在工件與金屬流體間加入液態水降溫，用于冷卻和潤滑切削工具將耗費巨量的水。微量潤滑工藝舍去了傳統加工工藝中液態冷卻劑的使用，對加工中需要降溫和潤滑的區域采用定向噴油的方式。該方法減少了油霧生成、冷卻劑產生的生物污染并減少了工廠的廢水排放量，還降低了設備的維護成本。

    福特預計在2015年之前，減少每輛車生產過程中的水用量30%。2000年到2012年間，福特全球所有工廠累計節省的水用量大約為100億加侖。

賓利克魯工廠利用太陽能生產汽車

圖9 太陽能

    對于汽車行業來說，節能的路徑有很多種。目前許多車企熱衷于研發混動車、插電式混動車與電動車。而對于賓利來說，目前為止尚未擁有一款節能車（近日外媒透露其首輛插電式SUV或將于2016年上市），但其采用了另一種途徑——在其克魯（Crewe）工廠利用太陽能生產汽車。克魯工廠是賓利三大主力車型歐陸、慕尚、飛馳的生產基地。今年3月，賓利完成了在其克魯工廠頂部安裝超過2萬塊太陽能板的大型工程。從2013年3月份項目竣工以來，這些太陽能板收集的能量已超過220萬千瓦時，為汽車生產效率和可持續性帶來了巨大的積極作用。

    英國能源和氣候變化部長（Energy and Climate Change Minister）Greg Barker表示：“太陽能是一種讓人興奮的未來新能源，聯合政府致力于把太陽能作為英國混合能源發展的核心。”

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本文標題：制造業巔峰 全球各大車企先進工藝盤點

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