法拉利下一代汽车 铝材料独领风骚

2012年02月08日 12:26
来源：优网

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您能用复合材料或铝制造出既坚固又轻质的汽车吗？在法拉利看来，这并不简单。我们到访马拉内罗探讨开拓性的铝技术，该技术将有助于法拉利实现下一代汽车的宏伟目标。

锐意创新

“我们不仅是进行简单的材料替代，用更好的材料取代传统材料，还能够对材料的结构进行特殊设计，从而使新材料的特性得到充分的发挥，”Cimatti 继续说道。“有许多因素要考虑，包括我们将如何使用新材料造车。工艺性是一个关键的选择标准，但是我们不想让材料的选择受限于这一标准。法拉利的对策是在潜心研究选材的同时，致力开发新的制造工艺。”

最大的挑战之一是如何将新材料接合到一起。例如，极薄的面板和一些特别硬的合金材料无法焊接。“要将板状部件接合起来，可以使用机械固定件，如自冲铆钉，但这些固定件将会使应力集中，因此需要更厚的材料或使用加强件，而这两者都会增加成本和重量，”Cimatti 说道。轻质金属泡沫则带来了一系列新挑战。

法拉利的方案是使用常见的连接工艺的改进版，或者改用完全不同的材料——结构粘接剂。Cimatti 表示，高科技胶粘系统能够在提高车身刚度的同时，将某些面板所需厚度降低多达 20%。其中的关键是通过分散负载范围来消除应力的集中。粘接剂还可用来辅助机械紧固件，从而减少焊接或铆钉等的使用，或提供附加刚性以淘汰加强件。在下一代车型中，可能有大量的接头都将同时使用粘接剂与增强型铆接技术。

使用粘接剂的缺点之一是需要部件之间有重叠，这样便增加了重量和厚度。在 Scaglietti 工厂试验的另一项创新性连接技术是冷金属过渡 (CMT) 焊接技术，该技术和现在的金属惰性气体 (MIG) 焊接系统一样，可以实现边对边连接，但使用的热量极少，接头几乎一旦成型就可触摸。

这一点和 MIG 焊接不同，MIG 使用的温度极高，以至于可以改变周围区域（即热影响区 (HAZ)）的金属结构，从而使金属变脆。此外，无法在粘合接头附近使用 MIG 焊接，这样就很难混合两种固定系统以减少材料用量。

CMT 焊接使能量输入降低了大约 30%，既能管理 HAZ，又可以在粘接剂附近进行焊接。其他优点包括：减少与热相关的几何偏差、缩短周期时间、提高工艺稳定性等等。Cimatti 表示，该工艺目前已经过充分验证，但仍需设法改善 CMT 工具的尺寸，该工具现在太大，无法使机器人焊头到达包装最紧的位置。解决了这一挑战后，该技术将会大规模代替 MIG 进行结构焊接。

虽然材料和构造技术变得越来越新奇，另一问题浮出水面：如何维修碰撞过的车辆。“使用复合材料很难做到这一点，尤其是大多数车身修理厂不具备检测材料内部结构损坏的能力。当复合材料打造的法拉利发生重大事故时，我们将车送回工厂进行测试，经常会像安装赛车一样安装大量的新结构件，但公路版跑车的车主经常要用车，这么做并不现实，”Cimatti 说。

更换用的铝质构件在试制车间进行生产，每一个构件都是针对具体的车辆定身定制的。然后，再将这些构件送到车身修理厂与车辆进行整合。

对于下一代车型，法拉利不仅着力发展新的材料技术，同时也在大力开发维修系统，其中包括改进型双组分粘接剂，供车身修理厂用来提供与工厂使用的单组分（热固性）粘接剂性能相似的粘合剂。双组分系统使用了与原先不同的化学反应，因此不需要热固化。

“从重量尺寸比可以看出，我们当前的铝技术已促使 458 成为同类车型中的佼佼者，可与任何一款车型相匹敌，”法拉利首席执行官费立萨总结道。“我们的下一代 V8 将会在使用轻质铝制车身结构方面向前跨出一大步，使重量尺寸比从大约 50kg/m2 缩减到大约 43kg/m2，远远领先当前任何同类车型。我们的新型材料技术为法拉利车主带来了一辆性能卓越、可供日常使用的杰出跑车。”

作者：法拉利特约自由撰稿人 Richard Gotch