【原】塑料和金属，如何在车身上秀恩爱？ | 聚技

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引言 |  性别不同怎么恋爱？这把狗粮给的......

上期，车聚君和大家聊了钢铝一体化车身，有兴趣的可以查看：《有铝就是铝制车身？先问问车身骨架答不答应 | 聚技》

这是车身上唯一一对儿CP吗？显然不是。

铝合金固然质量轻，但较于塑料还有很大差距。以塑料为车身主体材料，要么就是在价格较低的速电动汽车领域，如玻璃纤维增强复合材料（FRP）全塑车身、热成型塑料车身等；要么就是在昂贵的豪华车领域，如很多超跑，会采用全碳纤维车身。虽然部分碳纤维车身产品（如BMW i系）已经下探到民用级别，但目前看来普通民众还是无福消受。

▲雪铁龙E-MEHAR概念车（热成型塑料车身），2016日内瓦车展正式亮相，量产版原定今年下半年推出；帕加尼 Zonda F Spider（全碳纤维车身），同法拉利一样，都产自超跑故乡蒙大纳，全碳车型仅生产5辆。

使用廉价塑料要担心强度问题，使用昂贵碳纤维材料价格是个难题。既然如此，车身采用塑料和钢的混合结构就好啦！ 

1什么是钢塑一体化车身？

钢塑一体化车身是在传统钣金结构基础上，利用特定的塑料注塑工或者模后组装工艺，将一定厚度的增强塑料覆盖在钣金件上。低密度塑料的应用，可以降低钣金件的厚度并改善结构性能。

这个解释乍听起来有些模糊，汽车上不是有很多塑料吗？难道与传统塑料使用方法不同？莫急，且听小编解惑。

相较于传统塑料多用作功能性构件的情况，这类塑料则多用于结构性构件，需要具备良好的力学能力。

▲塑料直接与车身结合在一起，作为结构加强件而存在

此外，车身材料上，玻璃纤维或碳纤维增强PP、PET、PC/ABS、PC/PBT等都有着很好的力学性能和良好的综合性能，是车身制造的常用材料。

2钢塑一体化车身是空降产品吗？

在大家想象中，塑料在车身上的应用，多是集中在前后保险杠、车身内饰、 灯具、护甲上。看起来，钢和铝大有水火不容之势，但其实，这俩儿早就在背地里欢乐地撒泼在一起了。

▲此外底盘喷塑处理等也属于塑料与汽车的结合

关于钢和塑料的结合，最经典的就是在汽车前端支架上的应用了。传统的前端支架一般采用钢板焊接组成，而很多新式的前端支架，则是采用塑料/金属复合结构。

▲前端支架是前端各部件安装和支撑平台，也是整车结构和力学性能的重要保证。前端支架设计除了要满足轻量化要求外，还必须有便于与其他部件快速、精确安装的特点，同时，还要达到低维修成本要求。

从所采用的加工技术来区分，主要分两大类：模塑组装技术（又称金属嵌入注塑技术）和模塑后组装技术。

▎模塑组装技术是先将成型好的金属件置入模具中，然后采用注射成型技术，一次性完成各元件间的紧固和连接（前期）。例如奥迪A8的前端支架就采用了这项技术（具体来说是Hybrid技术）。

▎模塑后组装技术是用金属件来加固塑料注塑件（后期）。例如BMW MINI的前端支架，锁桥和塑料支架的连接由8个螺丝完成。

可以看到这两种技术还是以塑料件为主导，金属件作为辅助。但是当我们把视线往车身后移，特别是在车身主体上，设计师们转换了思路。

3案例分析 

钢塑一体化车身做得最好的，当属以轻量化材料见长的BMW集团了，而它们的碳纤维都来自于同一工厂——摩西湖工厂。

▲摩西湖工厂是世界上最大的碳纤维生产基地，由西格里集团和BMW集团前后共同注资3亿美元完成。截止于2015年，年产能达到9000吨。不知道这群笑脸洋溢的大佬们是否预见了今天的盛况。

▎全新 BMW 7系

第17届全球车身基准大会上，采用了创新混合车身结构的全新 BMW 7系，获得了41.87分（该奖项有史以来最高分，总分50分），并被授予了“2015 欧洲车身大奖”。此外还获得了Euro-NCAP 5星成绩。

▲黑色部分使用了碳纤维材料，以新BMW 740 Li为例，油耗低至7.0升/百公里，相比上一代车型综合油耗降低16.7%。

▎他们的秘诀是什么？

BMW别出心裁的设计在于：钢板变薄、强度和刚性有所降低的部位，通过镶嵌预先成型的CFRP部件，确保优秀的车身强度和刚性。

这些CFRP部件包括车顶纵梁加强件、B柱加强件、C柱加强件和侧边梁加强件。此外，同体积下，CRFT这种比铝轻30%、比钢轻50%的材料，使整车减重了130Kg。质量轻的CFRP部件主要集中在结构强度要求高的区域，而传统钢材为了保证强度，要求必须满足足够的厚度。

▎它们是如何连接在一起的？

材料连接技术的难点在于材料之间的相容性，相容性高的材料连接起来就容易一些。从这来看，塑料和钢的差异真是犹如鸿沟。

为了解决这个问题，全新BMW7采用了多种连接方式。

▲A处使用了螺钉连接，B处则采用了Betaforce复合材料结构胶注射粘接技术，这一技术由陶氏汽车系统业务部研发。

▎BMW i

虽然BMW i系被被大家习惯性地认为采用了全碳纤维车身，不过从已上市的i3、i8来看，这个说法还是可以再商榷一下的。

宝马摒弃了传统的承载式车身设计，而采用了名为LifeDrive模块构架，顾名思义，分成Life和Drive两个部分。车身不再负责传递承载的重任，因为大部分载荷都被直接分配在了Drive模块中——它主要为金属材质，用于悬架、电池组、电动机、碰撞防护结构。承重压力小的Life模块则采用碳纤维增强复合材料（CFPR）完成。

BMW似乎采用了一种新式的非承载结构，简单理解是：车身部分则采用了碳纤维车身，底盘则是金属结构。

▲对于传统汽车而言，车身结构还是存在定式，比如我们可以通过有无大梁，车身是否是主要承重件来判断车身性质，但刚兴起的新能源汽车却还没有形成定式，我们姑且把它称为新式非承载车身。

4它还是较全铝车身更小的小众派 

关于钢塑一体化车身，虽然其他公司有所涉猎，如前端支架、前翼子板等，但此后钢塑一体化车身的进程却停滞不前起来，最终我们的讨论还是集中在了BMW集团，这是可喜又可叹的。可喜在于这方面技术储备最强的汽车公司，对这项技术是持肯定态度的；而可叹的是，将塑料加入车身结构还是很大胆的想法，这对于其他公司来说难度还是不小。换句话说，其他厂家似乎无心恋战，而抢占火热的铝合金市场，或许才是他们更加关心的。

▲大家都说无辣不欢，对汽车厂家来说，“无铝不欢”挺合适

车聚小结：

塑料和金属能否共融？答案是肯定的，既然传统钢材我们还是难以舍弃，可又觊觎质量超轻的塑料，钢塑一体化车身应该会是一个很好的解决方案。