據(jù)沃德汽車(chē)（WardsAuto）的調(diào)研結(jié)果表明，鋁金屬質(zhì)地較輕，可靠性強(qiáng)，有助于車(chē)企滿(mǎn)足于美國(guó) 2025年執(zhí)行的燃油經(jīng)濟(jì)性新規(guī)。各大車(chē)企不得不滿(mǎn)足新規(guī)的嚴(yán)苛要求，但又不想犧牲車(chē)輛的性能或美觀度為代價(jià)。為此，鋁材在汽車(chē)外飾及結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，車(chē)企紛紛用鋁材取代分量較重的鋼材，并積極致力于在其他車(chē)身部件上的應(yīng)用，如：車(chē)身鈑金件及車(chē)身覆蓋件（closures）等。

       如今，有不少車(chē)型采用了鋁材并均獲得了用戶(hù)的好評(píng)，如：最暢銷(xiāo)車(chē)型福特F-150及捷豹路虎旗下的多款車(chē)型。由于許多轎車(chē)與卡車(chē)在采用鋁材后，其在美國(guó)的碰撞測(cè)試中表現(xiàn)優(yōu)異，并獲得了5星級(jí)安全評(píng)分。與此同時(shí)，消費(fèi)者也希望其購(gòu)買(mǎi)的車(chē)輛能夠?qū)崿F(xiàn)省油、耐用、安全及性能的提升。

       輕量化鋁材的研發(fā)創(chuàng)新

       車(chē)企紛紛加大研發(fā)力度，致力于研發(fā)新款輕量化鋁合金、擠壓合金。與此同時(shí)，車(chē)企還研發(fā)全新的裝配工藝，或在現(xiàn)有裝配工藝上加以改進(jìn)。車(chē)企還對(duì)鋁廠及擠壓合金廠進(jìn)行投資，這也是眾多車(chē)企的一項(xiàng)重要策略。車(chē)企正在不斷加深與汽車(chē)設(shè)計(jì)師及工程師的協(xié)作，旨在研發(fā)具有創(chuàng)造性的解決方案，進(jìn)一步降低轎車(chē)與卡車(chē)的重量。

      舉個(gè)例子，薩帕北美擠壓公司（Sapa Extrusion North America）于2016年4月在底特律郊區(qū)啟用了一家研發(fā)中心，專(zhuān)注于汽車(chē)領(lǐng)域。該研發(fā)中心與公司的業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)緊密合作，為OEM制造商提供服務(wù)。該研發(fā)中心擁有強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，其中有一位專(zhuān)家精通攪拌摩擦焊（friction stir welding）技術(shù)，另有8名冶金學(xué)家（metallurgists）致力于新合金研發(fā)、產(chǎn)品研發(fā)及應(yīng)用。另有一位取得博士學(xué)位的機(jī)械工程師，他專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)建模（computational modeling），優(yōu)化擠壓合金設(shè)計(jì)，完成車(chē)輛的輕量化優(yōu)化工作。

       鑒于新規(guī)標(biāo)準(zhǔn)越發(fā)嚴(yán)苛，新輕量化材料的研發(fā)成本也隨之上升，這一點(diǎn)不足為奇。據(jù)沃德汽車(chē)的調(diào)研結(jié)果顯示，受訪者對(duì)現(xiàn)有材料的信心不是太足，車(chē)企不得不研發(fā)新材料以應(yīng)對(duì)美國(guó)2025年的新規(guī)要求。

       根據(jù)美國(guó)2025燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)及溫室氣體排放總統(tǒng)令的要求，2017-2025款輕型車(chē)的平均油耗必須達(dá)到54.5 mpg（約合23 kmpl）。據(jù)估計(jì)，到2023年，75%的汽車(chē)減重將通過(guò)外飾件及結(jié)構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中車(chē)身及車(chē)架的占比近一半。欲實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，則需要研發(fā)輕量化材料。

       車(chē)企面臨多方面挑戰(zhàn) 致力于產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)

       如今，車(chē)企持續(xù)為旗下車(chē)型增添新功能，進(jìn)而導(dǎo)致車(chē)輛的重量不斷上升，為此，車(chē)企不得不致力于輕量化研究，研發(fā)新的電動(dòng)系統(tǒng)及其他燃料動(dòng)力系統(tǒng)。由于上述系統(tǒng)采用了更為輕質(zhì)的材料，在提升設(shè)備能效的同時(shí)應(yīng)對(duì)全球法規(guī)帶來(lái)的壓力。車(chē)企積極研發(fā)輕質(zhì)鋁合金及擠壓鋁合金，旨在研發(fā)并獲得更具成本效益的輕量化方案。

       消費(fèi)需求的變化也為車(chē)企帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，用戶(hù)要求車(chē)企為車(chē)輛提供更多的新功能，而這類(lèi)功能通常依賴(lài)于分量較重的鋼材或相近的材料。為滿(mǎn)足安全性、車(chē)輛性能并搭配車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)，這類(lèi)需求迫使車(chē)企面臨車(chē)身增重的難題。為此，鋁材制造商持續(xù)創(chuàng)新及設(shè)計(jì)，力圖用擠壓鋁合金及其他先進(jìn)的鋁合金材料取代鐵與鋼材，最終實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的輕量化。

       據(jù)達(dá)克全球（Ducker Worldwide）預(yù)計(jì)，2015年美國(guó)新車(chē)所產(chǎn)的鋁材重量約為400磅（約合180公斤），該機(jī)構(gòu)是汽車(chē)行業(yè)趨勢(shì)類(lèi)數(shù)據(jù)供應(yīng)商。據(jù)該機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，截止至2025年，鋁材在皮卡車(chē)身件中的占比將超過(guò)75%，在大型轎車(chē)中的占比為24%，在SUV中的占比為22%，在微型車(chē)車(chē)身及覆蓋件的占比為18%。

       汽車(chē)中最常用到鋁材為鋁合金及擠壓鋁合金5000- 及6000系列，目前薩帕北美擠壓公司等公司將重心放在提升6000系列合金，該鋁合金最具成本效益。為緊抓輕量化這一市場(chǎng)機(jī)遇，薩帕等公司還在研發(fā)其他合金系統(tǒng)。

      研究人員在俄亥俄州立大學(xué)的精密成形中心（Center for Precision Forming）進(jìn)行了碰撞性能測(cè)試，其采用了兩根截然不同的B柱。前者采用熱沖壓技術(shù)，由硼鋼（boron steel）制成，后者則采用了7000系鋁合金。兩者的測(cè)試結(jié)果相近，但鋁合金件的成本降低了近四成。

       研發(fā)或提升鋁材制造工藝

       通用等車(chē)企一邊引入新裝配材料，一邊要求旗下工程師研發(fā)新的制造工藝。為此，通用旗下車(chē)輛的鋁合金及擠壓鋁合金用量正在不斷上升。通用的工程師們發(fā)現(xiàn)，相較于低碳鋼，上述材質(zhì)彈性好、易于加工、耐腐蝕性較強(qiáng)。通用采用擠壓鋁合金制造車(chē)架橫梁，用鋁板制造車(chē)身鈑金件，用復(fù)雜的一體式部件逐漸替代由多個(gè)部件組成的裝配件，省去了各部件的整合裝配流程。

       據(jù)《福布斯》記者透露，新款全尺寸豪車(chē)凱迪拉克CT6的寶馬5系車(chē)型的重量輕，因?yàn)榍罢卟捎昧硕喾N材料，車(chē)輛的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件均采用鋁材，將其鋁的性能發(fā)揮至極致，提升了輕量化的應(yīng)用效果。此外，通用工程師們還研發(fā)了一款焊嘴（welding tip），可用于鋼、鋁材料的焊接操作。這是一項(xiàng)重大的技術(shù)突破，因?yàn)楹附愉摗X兩種材質(zhì)難度大，主要是因?yàn)閮煞N的熔點(diǎn)溫度差別較大。

       鋁材的其他優(yōu)點(diǎn)

       除分量較輕以外，眾多車(chē)企之所以青睞擠壓鋁合金，原因有以下幾點(diǎn)：該材料可提升車(chē)輛的安全性，目前已投產(chǎn)的各類(lèi)車(chē)型充分證明了這一點(diǎn)，由于該合金件設(shè)計(jì)精準(zhǔn)，能量吸收表現(xiàn)好。另一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)在于鋁材易于回收，其材料的增值空間大。鋁密集型車(chē)輛（aluminum-intensive）可媲美傳統(tǒng)的鋼制車(chē)輛。當(dāng)車(chē)輛報(bào)廢時(shí)，由于鋁材的可回收和再利用性，還能增加了不少經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在實(shí)現(xiàn)輕量化的進(jìn)程中，車(chē)企也注意到了鎂材，其關(guān)注度持續(xù)上升。