汽車外飾降本方案淺談

葉文兵

摘 要：隨著市場競爭愈演愈烈，降本將是所有汽車主機廠的持久戰(zhàn)，但降本不得以犧牲產(chǎn)品競爭力為代價進行。本文從外飾件輕量化、減少構(gòu)成件/標準件等的應用、免噴涂高光材料使用、零件集成化/模塊化、工裝柔性化等幾個方面對汽車外飾降本方案進行簡單闡述。

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

隨著國內(nèi)自主品牌的快速發(fā)展以及各大合資品牌價格的不斷下探，國內(nèi)乘用車汽車市場競爭越來越激烈，在各大品牌汽車產(chǎn)品力差距越來越小的情況下，價格成了占領(lǐng)市場的重要因素;為保持足夠的市場競爭力同時保證一定的整車利潤，降低整車成本成為各大主機廠亟待解決的重要課題;而汽車外飾作為整車的重要組成部分，同時又是變更最為頻繁的一大模塊，對整車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發(fā)成本是各大主機廠無法逃避的課題。

本文從輕量化設(shè)計、零件集成化設(shè)計、減少構(gòu)成件/標準件、免噴涂高光材料使用、以及柔性化工裝開發(fā)等方面進行簡單概述，淺談汽車外飾的幾點降本方案。

2 外飾件輕量化設(shè)計

作為整車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質(zhì)量，降低整車油耗;同時將大幅降低零件成本和整車成本。

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

近年來，改性聚丙烯材料（PP）的快速發(fā)展為汽車保險杠的發(fā)展提供了可能性，改性PP塑料具有高流動、高韌性、高強度和高剛性等特性，很好地彌補了薄壁化帶來的零件強度、剛度等性能降低;根據(jù)文獻估算結(jié)果，如下表1，保險杠壁厚每減薄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)越來越成熟，市場份額提升，材料單價還將進一步降低;因此零件薄壁化帶來的降本還將進一步提升。

隨著改性PP等塑料研發(fā)技術(shù)的進一步提升、設(shè)計能力提升、市場等因素的影響，外飾塑料件薄壁化必將是未來的趨勢之一。

3 減少構(gòu)成件/標準件等的應用

外飾件作為汽車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、個性色噴涂裝飾件/裝飾板等，以及霧燈、發(fā)光條、雷達等電子器件等;在傳統(tǒng)設(shè)計觀念里，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。例如某德系主機廠格柵電鍍件已不再使用自攻釘緊固方式，完全通過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;再者例如倒車雷達的傳統(tǒng)緊固方式是通過3M膠粘貼到前后保險杠上，由于3M膠成本高，越來越多主機廠采用超聲波焊接的方式安裝到保險杠上。由于取消了昂貴的3M，可在一定程度上取消零件成本，同時通過將雷達支給到人工成本更低的零件供應商進行裝配可有效降低主機廠高昂的裝配工時/成本。

4 免噴涂高光材料使用

為增加市場競爭力以及滿足消費者需求，各大主機廠對于外觀件的質(zhì)感要求越來越高，大面積使用蝕紋塑料件將成為歷史，而使用噴涂工藝又會導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)勢而備受各大主機廠的青睞[2]。

目前使用ASA+PMMA材料進行的免噴涂高光黑注塑工藝在各主機廠均有不少應用實績。過往該工藝主要運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越多使用該工藝進行制造，可大幅降低零件成本同時保證較優(yōu)異的零件外觀品質(zhì)。

根據(jù)2020年廣州車展調(diào)查情況，為了滿足消費者個性化外觀需求，各個主機廠也相繼在外觀上做出更多彩色（紅色、黃色、藍色、橙色、綠色等）的裝飾件來展現(xiàn)個性、年輕、運動的風格。據(jù)了解目前各類個性彩色裝飾件均通過噴涂或者電鍍工藝來實現(xiàn)，不僅零件成本高昂且會帶來嚴重的環(huán)境污染。

在與國內(nèi)某材料廠的交流過程中了解到目前高光免噴涂材料的應用主要集中在黑色、銀色等較為簡單的顏色，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)必將引導彩色免噴涂高光材料在汽車外飾件上得到廣泛應用。

5 零件集成化/模塊化

隨著設(shè)計理念以及制造能力的提升，零件集成化也將成為汽車外飾降本方式的一種。本文中所提出的集成化是指將各個獨立的起不同功能作用的零件集成為一個零件，由集成后的零件承擔集成前各零部件的所有功能。通過減少零件數(shù)量，降低開發(fā)工裝成本、開發(fā)人力成本、管理成本、運輸成本、零件分揀成本、零件裝配工時成本等達到降低零件成本和整車成本的目的。

國內(nèi)某主機廠通過集成化設(shè)計，將格柵安裝支架、導流板、機艙護板等獨立零件設(shè)計開發(fā)成一個零件，可降低零件成本約15～20%。目前該方案在某車型上已得到量產(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，零部件供應商的工時成本都低于主機廠的工時成本，因此將一系列關(guān)聯(lián)零件支給到某一供應商進行組裝成模塊后再到主機廠總裝車間進行模塊化裝配的方式可達到降本的目的。以保險杠為例，通常保險杠上搭載有倒車雷達、BSD雷達、霧燈、回復反射器、線束、攝像頭等一系列零部件，若將此類零件支給到保險杠供應商由其組裝成保險杠模塊再交貨到主機廠進行合車，即可節(jié)省主機廠總裝工時，同時可節(jié)省主機廠物流管理和零件分揀成本。

6 工裝柔性化

外飾零件作為整車改動最為頻繁的部件，特別是保險杠/中央上部格柵等，每一次的改動都帶來大量的工裝開發(fā)費用投入，即使對于資金雄厚的大主機廠也是一筆不容小覷的投入。

以保險杠開發(fā)為例，為滿足倒車雷達、BSD雷達等電器件的搭載需求，通常需要開發(fā)專用的雷達孔沖孔工裝以及雷達支架焊接工裝。每一套專用工裝的開發(fā)都是幾十萬甚至上百萬的投入，對于頻繁變更的外飾件來說顯然是非常不劃算的，且大量專用工裝對于零部件供應商的生產(chǎn)廠房帶來了巨大的挑戰(zhàn)，帶來巨額的工裝存放和管理成本。

為降低工裝開發(fā)成本，柔性化將是必然的選擇。杭州某保險杠生產(chǎn)工廠采用激光切割的方式取代傳統(tǒng)沖切的方式進行保險杠雷達孔柔性加工，不同車型的不同零件均可在同一臺柔性激光切割設(shè)備上進行加工，只需對固定夾具及控制程序進行適配調(diào)整即可;另外，柔性化后對于后期設(shè)計變更更加靈活方便且不會帶來巨額的設(shè)變費用，該方案在杭州某車企的量產(chǎn)車型上已經(jīng)得到了實際應用。

為響應快速開發(fā)以及降低開發(fā)成本，柔性化加工必將成為未來的趨勢，激光切割、超聲波切割、超聲波焊接等外飾柔性化加工設(shè)備的普及也將進一步推動外飾開發(fā)工裝柔性化的進程。

7 結(jié)語

本文僅從外飾件輕量化、減少構(gòu)成件/標準件等的應用、免噴涂高光材料使用、零件集成化/模塊化、工裝柔性化等幾個方面對汽車外飾降本方案進行簡單闡述，結(jié)合實例簡要地描述了其可行性。

參考文獻：

[1]周強，劉樹文.汽車保險杠的薄壁化設(shè)計[J].上海汽車，2013（09）：20-23.

[2]陶永亮，王曉光，歐陽婷.免噴涂材料在汽車零件中的應用[J].橡塑技術(shù)與裝備，2019，45（18）：21-24.