回顧2016年中國汽車市場，自主品牌全面逆襲，合資品牌倍感壓力重重；比亞迪新能源車異軍突起，產(chǎn)銷量全球第一……中國汽車產(chǎn)銷量已經(jīng)站上2800萬輛高位，傲視全球汽車市場。而材料是汽車工業(yè)的基礎(chǔ)，汽車材料技術(shù)的發(fā)展與汽車核心關(guān)鍵技術(shù)的掌握密切相關(guān)。要實(shí)現(xiàn)汽車的各種性能，離不開材料技術(shù)的應(yīng)用。汽車業(yè)應(yīng)積極尋求合適的材料和工藝來滿足整車的性能需求與目標(biāo)的達(dá)成，國產(chǎn)品牌汽車也需要通過材料與工藝技術(shù)的提升來提高產(chǎn)品品質(zhì)和市場競爭力。
為此，中國汽車材料網(wǎng)策劃了“車企材料與工藝負(fù)責(zé)人系列專訪”活動(dòng)，將邀請汽車主機(jī)廠材料或工藝的負(fù)責(zé)人對所在單位材料與工藝技術(shù)術(shù)工作，以及對車用新材料和新工藝的發(fā)展趨勢進(jìn)行深刻探討，以“材料和工藝提升汽車產(chǎn)品性能和競爭力”為主線展開交流，本稿是系列專訪的第一篇。
中國第一汽車股份有限公司技術(shù)中心材料部是國內(nèi)最早開展汽車材料技術(shù)應(yīng)用研究的單位之一，為了對一汽的汽車新材料、新工藝、新技術(shù)的發(fā)展以及汽車材料市場的趨勢及變化有更深一步的了解，中國汽車材料網(wǎng)對一汽技術(shù)中心材料部部長鄭虹進(jìn)行了專訪。
一汽材料部悠久的歷史
一汽技術(shù)中心材料部前身是1954年成立的工藝研究所，歷經(jīng)30年發(fā)展，到1984年它已成為承擔(dān)集團(tuán)內(nèi)生產(chǎn)用新材料開發(fā)、材料貨源開發(fā)、工藝試驗(yàn)、材料與工藝標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，以及進(jìn)口材料商檢等工作職能部門之一。
2001年集團(tuán)進(jìn)行戰(zhàn)略調(diào)整，整合了工藝研究所、長春汽車研究所和技術(shù)處資源的一汽技術(shù)中心掛牌成立，材料部作為其組織結(jié)構(gòu)的一部分而由此命名。目前擁有儀器設(shè)備類固定資產(chǎn)2.1億元，員工200人，其中博士12人，碩士44人，專業(yè)覆蓋金屬材料、金屬性能、非金屬、油料、涂裝等十大領(lǐng)域，工作重心逐步由服務(wù)集團(tuán)現(xiàn)生產(chǎn)向開發(fā)新材料、推動(dòng)汽車輕量化材料應(yīng)用、新能源汽車關(guān)鍵材料應(yīng)用開發(fā)等市場需求轉(zhuǎn)變。憑借材料專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)強(qiáng)大的試驗(yàn)認(rèn)證能力，一汽材料部自2004年起就成為CNAS認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室，相關(guān)滿足ISO/IEC 17025標(biāo)準(zhǔn)要求，為用戶提供專業(yè)的試驗(yàn)服務(wù)。
整車產(chǎn)品開發(fā)：“低碳化、信息化、智能化、高品質(zhì)、高收益”
材料在汽車行業(yè)是基礎(chǔ)學(xué)科，材料部在一汽產(chǎn)品開發(fā)中角色是如何定位的？又是如何使得材料技術(shù)更好地服務(wù)于汽車整車的開發(fā)？ 一汽技術(shù)中心材料部部長鄭虹表示，材料是工業(yè)發(fā)展的基石，汽車行業(yè)的發(fā)展同樣離不開材料行業(yè)推陳出新的技術(shù)進(jìn)步，在高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、高性能塑料等材料技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，人類對汽車的性能要素有了更高的期待：輕質(zhì)節(jié)能、綠色環(huán)保、可靠耐久。材料工程師成為聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的紐帶和橋梁，通過與研發(fā)生產(chǎn)部門設(shè)計(jì)師和工程師的緊密合作，把全新的汽車產(chǎn)品帶給廣大消費(fèi)者。
在產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)中，一汽技術(shù)中心材料部會在不同階段扮演不同的角色。比如：在初期設(shè)計(jì)階段，材料工程師與設(shè)計(jì)師互動(dòng)協(xié)作，圍繞產(chǎn)品BOM針對零部件使用的材料進(jìn)行精細(xì)化選材選標(biāo)，通過開展同步工程，運(yùn)用Dynaform、Pamstamp、Moldflow、Abaqus等CAE分析工具優(yōu)化部件的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和制造工藝，降低材料和制造成本。在設(shè)計(jì)驗(yàn)證和OTS階段，通過試驗(yàn)手段來考核零部件的性能達(dá)標(biāo)情況，針對失效零件，從材料的微觀結(jié)構(gòu)延伸至零部件的加工工藝進(jìn)行綜合分析判斷并提出解決方案，進(jìn)而保證整車性能滿足開發(fā)目標(biāo)要求。在生產(chǎn)階段，一方面對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題及時(shí)解決，另一方面配合質(zhì)量部門對材料批次進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，從而保證產(chǎn)品的一致性。對材料除此以外，紛繁細(xì)致的工作還有很多，這里就不一一列舉了。
同時(shí)，據(jù)鄭部長向中國汽車材料網(wǎng)介紹，一汽技術(shù)中心材料部還要從技術(shù)儲備方面進(jìn)行前瞻性技術(shù)研究。總體來看，無論工作角色如何轉(zhuǎn)換，一汽技術(shù)中心材料部將一直以“低碳化、信息化、智能化、高品質(zhì)、高收益”為目標(biāo)參與整車產(chǎn)品開發(fā)。
輕量化材料與工藝技術(shù)研究成果豐碩
汽車輕量化技術(shù)一直以來都是汽車行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)方向之一，而材料也是輕量化的三條技術(shù)路徑之一。 隨著國家油耗、排放和安全等法規(guī)要求的日益嚴(yán)苛，汽車輕量化的發(fā)展起點(diǎn)就面臨著更多、更高的要求。一汽技術(shù)中心材料和工藝團(tuán)隊(duì)圍繞輕量化結(jié)構(gòu)、輕量化材料、輕量化工藝開展系統(tǒng)性研究并積累出大量的科技成果。
鄭部長表示，在輕量化材料方面，一汽技術(shù)中心材料和工藝團(tuán)隊(duì)對先進(jìn)高強(qiáng)鋼、鋁合金、鎂合金以及纖維復(fù)合材料開展了深入研究，在車身、底盤、動(dòng)力總成等典型零部件中使用輕質(zhì)材料實(shí)現(xiàn)輕量化，如鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)罩、碳纖維乘員艙、鋁合金車架、下控制臂、鋁合金缸體和殼體等；創(chuàng)造性地將多種輕質(zhì)材料混合使用，充分發(fā)揮材料性能優(yōu)勢（例如采用三明治結(jié)構(gòu)的頂蓋，由上下兩層碳纖維與中間的泡沫夾心粘接而成，降重幅度超過70%）；同時(shí)，還積累了幾十種新型輕質(zhì)材料的性能數(shù)據(jù)，形成了輕量化材料數(shù)據(jù)庫，提升了CAE分析能力的全面性和準(zhǔn)確性。
在輕量化工藝方面，重點(diǎn)圍繞成形和連接工藝，掌握了管類件成形技術(shù)（如乘用車扭轉(zhuǎn)梁低內(nèi)壓成形技術(shù)、解放重型車大直徑薄壁傳動(dòng)軸管成形技術(shù)）、鋁合金鍛造技術(shù)（如鋁合金控制臂鍛造技術(shù)）、一體化制造技術(shù)（包括差殼與從動(dòng)齒輪的激光焊接、一體化鍛造成形、齒形切削加工及熱處理技術(shù)）、高強(qiáng)鋼板零件制造技術(shù)（包括輕量化橋殼的沖壓和焊接技術(shù)）、空心薄壁鋁合金零件鑄造技術(shù)（如B30EV鋁合金集成式車架精密鑄造技術(shù)）、以及多種材料連接技術(shù)（如鋁合金板材焊接與鉚接技術(shù)、鋼-鋁-復(fù)合材料等異種材料的鉚接和粘接技術(shù)）。
在商用車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了設(shè)計(jì)、CAE、材料、工藝、試制試驗(yàn)等專業(yè)的高效協(xié)同，完成了100余項(xiàng)輕量化方案的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工作，成功實(shí)現(xiàn)解放輕卡降重125kg，解放重卡降重超260kg的工作目標(biāo)。在乘用車領(lǐng)域，依托奔騰B30電動(dòng)車平臺，完成了“碳纖維乘員艙和鑄造鋁合金車架”的設(shè)計(jì)和試制，實(shí)現(xiàn)降重89kg。并以此為基礎(chǔ)分別形成重型車、輕型車和乘用車的《輕量化設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊》，為后續(xù)輕量化工作夯實(shí)了基礎(chǔ)。
面向未來，一汽聚焦高強(qiáng)/超高強(qiáng)鋼板、鋁鎂合金、復(fù)合材料及相應(yīng)零件的成形與連接技術(shù)、粉末冶金、3D打印等關(guān)鍵技術(shù)，制定了未來5年～15年的輕量化技術(shù)路線圖。2017年，一汽與東風(fēng)汽車將共同成立 “前瞻共性技術(shù)創(chuàng)新中心”，其中包括了創(chuàng)建先進(jìn)的輕量化技術(shù)平臺，希望為中國自主事業(yè)孵化更多技術(shù)。
提高車內(nèi)空氣質(zhì)量：選擇環(huán)保材料和環(huán)保工藝生產(chǎn)的內(nèi)飾零件
車內(nèi)空氣質(zhì)量也是汽車材料技術(shù)的一個(gè)重點(diǎn)方向，良好的車內(nèi)空氣質(zhì)量是每個(gè)汽車企業(yè)對產(chǎn)品最基本的要求。但從2016年的J.D.Power反饋來看，整個(gè)汽車行業(yè)車內(nèi)空氣質(zhì)量還有很大的提升空間。伴隨著汽車特別是家庭轎車越來越多地融入國人的日常生活，用戶對于舒適性、車內(nèi)空氣令人愉悅度等感知質(zhì)量提出了越來越嚴(yán)格的要求。根據(jù)2016年J.D.Power報(bào)告，“汽車異味”連續(xù)第二年成為消費(fèi)者反應(yīng)最高的問題，每百輛新車質(zhì)量問題數(shù)（簡稱PP100）由2015年的14.2上升到2016年的16.0。當(dāng)前GB/T 27630《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)指南》對車內(nèi)的苯、甲苯、二甲苯、乙苯、甲醛、乙醛等八種物質(zhì)濃度進(jìn)行管控，同時(shí)環(huán)保部正在推動(dòng)該標(biāo)準(zhǔn)修訂為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。綜合信息表明：一旦該標(biāo)準(zhǔn)升級為強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，中國將成為對乘用車車內(nèi)空氣質(zhì)量管控最嚴(yán)的國家。
值得一提的是，即使在國家標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)控之下，車內(nèi)空氣質(zhì)量仍然是相對較難改善的問題。首先，影響車內(nèi)空氣質(zhì)量的污染物成分復(fù)雜，揮發(fā)性有機(jī)物多達(dá)上百種，覆蓋烴類、醛類、酮類、酯類等多種物質(zhì)，這些不同種類物質(zhì)的混合物會直接影響車內(nèi)乘員的嗅覺愉悅度。其次，與消費(fèi)者越來越追求汽車內(nèi)飾的舒適性和美觀性相反，內(nèi)飾中大量使用的非金屬材料和膠粘劑會導(dǎo)致車內(nèi)空氣質(zhì)量惡化。最后，消費(fèi)者對于車內(nèi)空氣質(zhì)量的直觀評價(jià)是依靠嗅覺進(jìn)行的氣味主觀評價(jià)，鑒于個(gè)體對氣味敏感的差異性，很難達(dá)成趨向性共識。鄭部長說："一直以來，一汽秉承的經(jīng)營理念是“用戶第一”，我們在產(chǎn)品開發(fā)中同樣會根據(jù)消費(fèi)者的需求來設(shè)計(jì)車內(nèi)空氣質(zhì)量達(dá)成目標(biāo)。這方面的工作主要圍繞選擇環(huán)保材料和環(huán)保工藝生產(chǎn)的內(nèi)飾零件展開，對材料和工藝進(jìn)行選擇性使用，在材料和零部件揮發(fā)性方面進(jìn)行質(zhì)量控制，以此保證整車車內(nèi)空氣質(zhì)量的達(dá)標(biāo)。"
汽車材料技術(shù)新方向：生態(tài)環(huán)保、資源型可持續(xù)發(fā)展
隨著不可再生資源的逐漸枯竭，以及生態(tài)環(huán)保理念的日益增強(qiáng)，資源型可持續(xù)發(fā)展也成為汽車材料技術(shù)需要考慮的發(fā)展方向之一。國務(wù)院辦公廳今年1月下發(fā)了《生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度推行方案》，包括汽車在內(nèi)的生產(chǎn)者責(zé)任會延伸至開展生態(tài)設(shè)計(jì)、使用再生原料、規(guī)范回收利用等工作重點(diǎn)，由此而引發(fā)的相關(guān)汽車材料技術(shù)發(fā)展也大有文章可做。
據(jù)鄭部長介紹，在材料技術(shù)發(fā)展方面，包括一汽在內(nèi)的整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)都將輕量化材料、新能源材料、環(huán)境友好材料、功能性材料的開發(fā)，以及它們與整車進(jìn)行產(chǎn)品功能集成列為戰(zhàn)略發(fā)展重點(diǎn)。汽車材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù)很多，以新能源材料技術(shù)為例，燃料電池、鋰離子電池、超級電容器的材料技術(shù)選擇與應(yīng)用都會衍生出不同的發(fā)展方向。同樣材料與汽車集成技術(shù)如3D打印材料等其他材料和制造技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)也值得深入挖潛。
應(yīng)用推廣：前瞻技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)問題解決及改進(jìn)
汽車新材料新工藝的應(yīng)用推廣一直是自主品牌的一道難題， 新材料和新工藝的應(yīng)用無疑會給汽車產(chǎn)品帶來輕量化、低成本、高品質(zhì)方面的性能增值。鄭部長表示，一汽在新材料應(yīng)用推廣方面，一般按照前瞻技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)問題解決及改進(jìn)三個(gè)維度分階段實(shí)現(xiàn)工作目標(biāo)。我們先后有針對性地在高強(qiáng)鋼、鋁鎂合金、高性能塑料、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、組合蜂窩材料，以及免噴涂、免結(jié)構(gòu)膠粘接等綠色環(huán)保材料與工藝應(yīng)用方面收獲頗豐。
在前瞻技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域，組織專家團(tuán)隊(duì)深入剖析產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，有針對性地開展新材料開發(fā)。以輕量化車型為例，一汽材料團(tuán)隊(duì)在碳纖維復(fù)合材料和鋁合金、低散發(fā)環(huán)保材料應(yīng)用方面都取得了突破性成績。同時(shí)，我們與高校、科研院所和材料供應(yīng)商建立強(qiáng)強(qiáng)合作關(guān)系，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合共同開發(fā)新材料。在強(qiáng)化自身技術(shù)儲備的同時(shí)，部分新材料的應(yīng)用技術(shù)已能引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展。
在應(yīng)用技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域，材料與工藝共同參與整車開發(fā)，在產(chǎn)品策劃階段就明確新材料的技術(shù)需求，與產(chǎn)品設(shè)計(jì)師共同完成零件策劃、設(shè)計(jì)、試制及驗(yàn)證工作，確保新材料順利地應(yīng)用到部件產(chǎn)品中。同時(shí)，綜合考慮技術(shù)成熟度、成本和推廣范圍等多種因素，把已成熟的前瞻技術(shù)進(jìn)行橫向和縱向的產(chǎn)品移植。
在生產(chǎn)問題解決及改進(jìn)領(lǐng)域，初始生產(chǎn)階段的新材料應(yīng)用難免會遇到各種問題，這時(shí)我們材料和工藝團(tuán)隊(duì)就會協(xié)同工作，貫穿問題分析、措施改進(jìn)和問題解決全過程。同時(shí)，與上游材料供應(yīng)商保持密切互動(dòng)，力求通過促進(jìn)新材料的質(zhì)量調(diào)整與提升、以及保證材料性能穩(wěn)定來保證汽車產(chǎn)品部件的性能。由此而形成的知識積累在專業(yè)內(nèi)部進(jìn)行分享，為后續(xù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)提供借鑒，避免問題反復(fù)發(fā)生。
與汽車產(chǎn)品的平臺化設(shè)計(jì)理念相匹配，新材料和新工藝的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)性推廣，無疑存在非常大的技術(shù)升值空間，也將推動(dòng)汽車產(chǎn)品提升節(jié)能、減排、低碳、環(huán)保方面的性能品質(zhì)。
十三五材料工藝技術(shù)路線圖
在“中國制造2025”、“節(jié)能與新能源技術(shù)路線圖”等戰(zhàn)略指導(dǎo)下，中國一汽多年來始終堅(jiān)持以材料工藝技術(shù)推動(dòng)汽車工業(yè)綠色發(fā)展的理念，并在核心關(guān)鍵技術(shù)突破方面取得顯著實(shí)效。鄭部長表示，圍繞“中國制造2025”、“節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖”的發(fā)展戰(zhàn)略架構(gòu)，一汽技術(shù)中心材料部已針對未來汽車材料技術(shù)研究方向和即將開發(fā)的整車項(xiàng)目制定出“十三五材料工藝技術(shù)路線圖”，重點(diǎn)圍繞輕量化、燃料電池、電機(jī)、低摩擦技術(shù)等實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)品的低碳化；同時(shí)會持續(xù)開展緊固技術(shù)研究、高可靠耐久材料開發(fā)、環(huán)保材料和工藝應(yīng)用等實(shí)現(xiàn)汽車的高品質(zhì)要求。
專家介紹：
鄭虹，中國第一汽車股份有限公司技術(shù)中心工藝部、材料部部長，中國汽車工程學(xué)會制造分會副主任委員、中國汽車工程學(xué)會材料分會副主任委員，全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化委員會汽車非金屬分標(biāo)委主任。1973年出生，1996年畢業(yè)于吉林工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)（現(xiàn)吉林大學(xué)），項(xiàng)目管理資深專家，先后參與解放奧威系列發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)、紅旗系列高級轎車開發(fā)、一汽DCT系列變速器開發(fā)與制造等項(xiàng)目，曾獲機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步獎(jiǎng)和汽車工業(yè)科技進(jìn)步獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)，目前為一汽輕量化技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。
編后:
鄭虹部長系統(tǒng)全面的介紹了一汽材料部的，一汽材料技術(shù)在，取得的，以及。這讓我們深入了解了一汽的材料技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用。這雖是一篇采訪稿，但更是一篇關(guān)于汽車，以及的指導(dǎo)性綜述文章，值得我們每位汽車人和材料人去仔細(xì)研讀。關(guān)于車企材料技術(shù)及業(yè)務(wù)職責(zé)定位，也值得更多車企參考與借鑒。采訪過程中，鄭虹部長嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作態(tài)度也給了我們很大的觸動(dòng)，也正是這種態(tài)度與精神激勵(lì)著一汽材料人取得如此輝煌的業(yè)績。希望一汽材料部在鄭虹部長的帶領(lǐng)下，能夠取得更多更優(yōu)秀成果，為做汽車材料與工藝技術(shù)的發(fā)展發(fā)揮更大的作用。
