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从钢铁到复合材料、从胶木到聚氨酯,在过去50年中,用于生产卡车的材料已经发生了巨大变化,未来也充满了令人振奋的材料学进步。用于生产现代卡车的材料和20世纪60年代的生产材料相比不可同日而语。
现代车辆所使用的材料寿命要长得多,强度也大大增强,重量也大幅度减轻。而未来的新型材料技术也将很快来到我们身边:使用可再生碳纤制造的复合材料指日可待,不仅重量很轻,还拥有无与伦比的坚固度。
如果说现代卡车的材料还有什么地方和“老一辈”大致相同的话,那可能就剩下车辆基本结构的材料了。斯堪尼亚研究和开发部门的材料技术专家尹妮娅德·安娜戈恩(Ingegerd Annergren)表示仍有许多气缸体使用灰铸铁制造,同时,车辆的承载部件,如框架、横梁和车身制造等一般还是由钢制造。
“尽管钢材依然被广泛应用,但从材料学角度看,已经今非昔比,”安娜戈恩说道。“今天的钢材明显更加耐用、更容易锻铸,制造某个部件时不需要像以前一样‘大动干戈’了。更重要的是,钢材的表面处理与以前也完全不同了,新技术的应用使其能够承受大得多的压力。镀锌工艺和多层漆可保护钢材不受腐蚀。”
更轻的材料
轻量化趋势在乘用车市场越来越明显,更轻的材料以及新型材料已经得到了广泛的关注,如使用碳纤维制造的复合材料。这种趋势在重型商用车领域也日益明显,但它背后的出发点和乘用车却不尽相同。
早期的车辆材质:气缸体:灰铸铁。后视镜:镀铬钢。轮毂:钢。消音器:钢。油箱:钢。方向盘:胶木。变速箱:钢,设计寿命40万公里,重量300公斤。机油箱:开始为钢制,后改为铝制。保险杠:钢
“首先必须明确,卡车是一台在能在路上跑的赚钱机器,”安娜戈恩表示:“出于这个原因,我们关注的重点首先是材料强度、耐劳度和生命周期。卡车必须要应对各种工况下的重型负载,这一点与乘用车完全不同。但毋庸置疑是,即便在重型汽车领域,我们在未来也将继续给材料‘瘦身’,以控制成本、减轻重量,避免像今天一样‘浪费’。”
强度更高的钢材
斯堪尼亚设想,越来越广泛的材料将被用于未来的汽车制造。材料的多元化,意味着各种不同的材料将精确地应用于各种不同的配件。
“我们将看到强度更高的钢材被用于底盘或驾驶室的承重结构。”安娜戈恩表示。“更多的聚合材料,如碳纤维等复合材料,也将应用于承重结构、驾驶室内饰和板弹簧的制造,而新型混合材料更有可能将多种特性集于一身。此外,我们也正在进一步研究轻金属,比如用铝制造客车的支架和零部件、用镁制造桌子表面、车内支架和内饰。”
安娜戈恩继续说:“还有一个趋势是,材料的功能性和今天相比也不尽相同,比如材料的表面处理可将车身的热量分散、挡风玻璃内侧可以像一台显示器那样投影信息、承重梁内也可以有管道穿过。”
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