2018年12月7日-8日，以“創新驅動、技術引領”爲主題的2018第六屆“汽車與環境”創新論壇在上海·安亭正式舉辦。本次論壇完整覆蓋汽車行業技術領域的研討，旨在進一步促進整車企業與零部件企業之間對技術發展趨勢的探討、加強汽車行業專家之間的交流互動、增強整車與零部件企業的交流、搭建合作平臺，通過活動促進汽車零部件產業創新轉型升級、打造更具競爭力的整零協同創新關系，助力實現向汽車強國的轉變。以下是南方科技大學講座教授朱強的發言：
南方科技大學講座教授 朱強
我的題目改了，我跟Steve Midson從2003年我在英國工作的時候，他就是我的供應商，所以我們在一起工作，我回來以後也在做半固態，但是後來我發現如果我再講的話，我們稍微有點重復了，大家可能感覺比較無聊，我就改了一下題目。可能會議組織者來不及改，我前天臨時改了，抱歉，如果大家原來希望我講半固態的話，抱歉，但是我們可以討論，半固態我們幹了很久。
這是我大概的簡歷，我做這個半固態做了很久，我還是第15屆半固態大會的主席，Steve原來是我請的外國高端專家，大家如果想進一步探討汽車當中的半固態應用可以找他們，找我也可以。
我大概是講半固態本身的材料，如何做到輕量化，而不是半固態了，如何在汽車當中實現輕量化從料的角度說。一個是背景和必要性，車重燃油消耗的排放關系，汽車輕量化技術路徑，金屬零部件制造技術。我們可以從這張圖上看到汽車溫室排放在排放當中佔了很大的一塊，整個排放大概佔了15%，汽車在這15%裏頭佔了75%，所以它是一個比較重要的方向。由於汽車的排放對整個大氣污染等等造成很大的影響，世界各國，特別是美國、日本都有非常嚴格的排放標準，中國也有非常嚴格的排放標準，是跟歐美相對比較接近的，歐美是歐6，中國施行國6，整個排放標準要求越來越嚴，如果你從另外一張圖，從宏觀的看的話，現在的排放要求已經非常嚴了。所以要求這麼嚴，就涉及到怎麼實現低標準的排放。
關於節能減排國家有一系列的規章制度，一系列的政策指引等等，這裏我就不細講了，主要要求汽車一定要降低排放、降低能耗。比如說能耗，節能減排，中國有一個很典型的指導，《節能與新能源汽車指導》，到2020年的時候，乘用車平均消耗油耗百公裏在5%以下，這是非常高的要求。如果能做到節能減排的話，有各種各樣的技術，比如說有控制系統可以做，車輛重置控制系統等等，汽車輕量化是非常有效的，也是非常明顯的一個技術手段。
汽車輕量化跟剛才比較類似了，有一個數據大家比較感興趣，如果整車減重10%的話，油耗就可以降低6%-8%，汽車排放降低10%，但是也有其他的好處，比如說輪胎的壽命提高7%，加速時間可以減少，更快的加速，轉向力可以減少，制動距離可以減少，輕量化不單單對節能減排有很好的好處，還對汽車駕駛的舒適性有一定的作用。
輕量化當中像鋁合金目前爲止是應用最廣泛的，國家專門有一個節能減排路線圖，在5年之內，用高強鋼、鋁合金，10年之內用鋁合金、鎂合金，未來用碳纖維等等一系列。目前，鋁合金是最有效的方法之一。
從阻力的角度來說，阻力是降低能耗和降低排放一個很重要的因素，4個阻力當中，實際上有3個阻力跟汽車重量有關系的，從理論上來講，只要能減重，就可以降低滾動阻力、坡度阻力、加速阻力等等，減重是一個很重要的方面。涉及到減重它有不同的技術路線、技術方向。比如說我可以做結構優化，原來的結構是比較重的，我可以進行結構優化設計，可以用新材料，比如說用輕合金。新工藝的實施，半固態工藝，通過工藝的實現可以降低構件的重量。還有集成化設計。
這個我們可以看到，橫坐標是整車的質量裝備，縱坐標是油耗，這個是排放，重量的增加排放是增加的，大量的數據在這。
輕量化到底有什麼辦法？可以改變材料達到輕量化結構設計，不同的材料我們可以達到不同的輕量化的效果，比如說如果用鋁的話，可以達到40%左右，如果用高強鋼的話，可以達到20%左右。其他的材料可以達到其他的目標。
這是輕量化目標，世界各個廠家，世界著名品牌的計劃、要求都是一定要輕量化。這是整個的路線圖不同的國家，總結起來大概路線圖是這樣的，一個用高強鋼，一個用輕合金-鋁合金、鎂合金，在不同的階段佔比是多少，但是考慮到成本怎麼樣，大家整個有一個路線圖。這個也是不同國家的目標，汽車不同的年代，需要減重減多少都有自己的目標，目標是很清晰的，無論如何輕量化是一個必須實現的，必須做的事情。
這個減重目標也一樣，這個靠前一點，也是實現的，在不同的階段採用不同的技術路線，或者技術路線疊加，可以達到輕量化的目標、目的。不同的減重目標，不同的輕量化的目標，各個企業做的都是什麼事情，細節我不講了，我不是這方面的專家，我只是總體來說汽車輕量化是必須實現的技術路線，也是必須要做的事情。中國戰略也是一樣，中國有一個汽車輕量化戰略聯盟，這個聯盟做了很多技術路線圖，該聯盟包括材料的生產廠商、零部件制造廠商、整車廠等等，大的聯盟在做，他們也取得了很多成效，國家立了一些項目，他們做的一些成果等等，這是中國在做的事情。
輕量化剛才已經總結了，在畫結構圖的話可以考慮三個方面，結構，材料、工藝，是我本人做的事情，用什麼材料有兩個概念，一個就是說現有材料的強硬化，比如說鋼我用更強的鋼，用鋁我用更強的鋁，一個是本身材料更強的優化。還有用輕合金代替原來重的合金。工藝，實際上對於汽車零部件應用當中，不單單材料的問題，還有工藝的問題，有一些材料很好，但是工藝實現不了也不行，怎麼樣改進工藝，達到增強減重的目的，也是一個很重要的技術路線。工藝有各種，比如說鍛造、擠壓、半固態、壓鑄等等。
爲什麼輕量化的比重大概有很大的關系，比如說鋁的比重大概2.7左右，鋼的比重7.8左右，如果一比較用鋁替代鋼的話，應該達到60%-70%左右。但是我們現在只能達到40%左右，爲什麼？因爲鋁相對鋼來說它有它的弱點，比如說強度相對來說比較低，在結構上我要重新設計，在輕量化用這些材料當中，如果要是單純的目前存在的一種現象，比如說整車廠到這來說我有一個鋼的件，你給我做個鋁的，結構不能變，這個情況下是很難做的，結構設計應該跟材料的供應商結合起來，當一種新的材料應用的時候，它的結構設計必須改變。如果用原來的結構的話，存在着很多的局限性，所以現在用鋁取代鋼真正達到的輕量化效果是40%左右。如果單從比重來說應該比較高。
這是整個的強度，大概鋁板200多，鋁型材高一點240-280%，它跟高強鋼比的話差很多。跟熱成型鋼的話差的更多。現在車輪用鋁用的非常廣泛了，整個鋼的車輪已經很少了，稍微好一點的車都是鋁合金的。
鋁合金的應用量也是逐漸增加的。到目前爲止整個鋁的量平均來說有10%左右，用鋁、用鎂等等這種輕合金的潛力還是很大的。
這個是鋁在不同車上的應用，我們可以看到中重型卡車、商用車鋁合金用量更多一些，輕型車商用車整個用的稍微少一點，乘用車用的多一點。商用車也是豪華車用的比較多，奧迪A8，捷豹等等用的比較多，輕型車用的比較少，主要是成本問題。現在降低成本，用輕合金材料取代原來的鋼，如何降低成本，可能是一個很重要的方向。
這是一個例子，這是英國的車，Range Rover，這個車很多部位已經用鋁合金了，還在關鍵的結構、強度上還是用高強鋼，相對於高強鋼來說，鋁合金現在成本是一個約束，強度現在還是一個缺陷。
大巴車用鋁合金用的比較多，外殼用的比較多，支架用的比較多，有一些廠商沒用，有的廠商已經用了，比亞迪就用了。目前爲止比亞迪主要是出口車在用，明年國內整個要推廣，整個的產量要翻一倍，這個用量要翻一倍，達到200多萬件。
還有一些鋁合金現在已經做的或者已經應用上的已經很多了，我就不具體講了，當然現在鋁合金的應用前有狼後有虎，做高強鋼的人可以用提高鋼強度來進行輕量化，主要是鋁合金應用。後面有虎是指，鎂合金現在應用大量的研究，他們做的越來越好，鎂合金在逐漸的希望取代鋁合金，比如說前面的保險槓有一些東西已經做到了取代鋁合金。
這是鎂合金另外的用處，比如說方向盤，方向盤據說全世界只有一家不用鎂合金的，就是泰國有一家還在用鋁合金做，其他都用鎂合金，上海周圍有好多家做鋁合金方向盤的。還有做其他表盤等等用鎂合金做的也有很多。
高強鋼實際上現在很多做高強鋼的人把強度逐漸提高，這個也是一個很大的挑戰，對於輕量化既是一個機遇也是一個挑戰。機遇就是說實際上鋼有不可取代的優點，比如說強度很高，現在更好的強鋼不一定在應用。有很多新的技術在不斷的做，所以鋼的高強化現在也是一個輕量化的方向，很多人在做，比如說寶鋼、北京科技大學也在做輕量化這方面，所以它也是一個挑戰。
高強鋼的應用更容易說起來，因爲原來就是鋼，現在有更好的鋼可以做到更細，更薄，可以達到汽車輕量化。這個相對來說比較容易推廣，它也有很多優點，關鍵部件，這都是關鍵地方，很多地方還是用鋼的。
它們制造工藝有各種各樣，我不細說了，有冷衝形、內高壓成形、激光拼焊等等。今天下午傍晚的時候我們有一個圓桌會議，大家有什麼問題可以相互之間談。剛才已經說了，以鋼爲主的復合材料和以鋁鎂合金爲主的復合材料，這是未來的方向，現在用鋁取代鋼不現實，怎麼結合是一個方向。結構怎麼優化？結構優化涉及到一些問題，比如說怎麼樣做完結構以後，鋼跟鋁或者鎂合金之間的結合都是需要研究的問題，比如說鋼跟鋁之間它的電位差很高，採取各種各樣的辦法怎麼連接，需要做大量的工作解決很多問題，無論如何這些問題都需要考核，結構的配合，工藝也一樣，用什麼工藝能夠達到輕量化效果。比如說現在找一個非常高強的鋼和鋁，如果連接沒解決的話，它的強度一下會降低50%-60%，所以輕量化的效果也不能達到。採取什麼樣的工藝也是一個非常重要的方向。
這一個大概就是說主要關注點就是不同的轎車在用什麼材料，關注點是什麼，A級車更多關注於成本，以鋼爲主+工程塑料。豪華車主要看品牌和舒適性，高強鋼+鋁合金等等。這跟車本身的定位有關系。歐系車、自主等等對輕量化系數要求高，美國對輕量化要求沒那麼迫切，歐洲很多的小車比咱們的車還小，歐洲都是手動擋，很少有自動擋的，其中一個原因是歐洲的油非常貴，節油是一個主要的方向。歐洲整車輕量化系數，系數越高輕量化做的越高。美系相對來講沒有這麼迫切的要求。
鋁合金在交通當中用量是最大的，65%左右，還有其他的比如建築等等，建築原來在中國用的是最多的，鋁門窗等等，現在相對來說汽車裏面用的越來越多。不同的國家鋁合金的應用，中國相對來說比較低，但是我覺得現在比較高了，這個數據如果往後查的話可能會高的，因爲整個中國的鋁合金用量，我沒有嚴格的數據，但是跟別人談的，我感覺中國已經跟歐洲差不多了。
整個鋁合金當中構件壓鑄現在佔80%左右，大部分都是壓鑄，壓鑄這個件怎麼能夠做好，是用鋁做輕量化比較關鍵的地方，壓鑄這一塊研究的很多。用鋁合金壓鑄這一塊有不同的件可以做，車輪不一定壓鑄了，但是用鋁合金可以取得的市場份額佔比那邊有一個大概的比率大家可以看到。
半固態我就不再講了，剛才Steve Midson已經講了。這是液態的，液態流動速度非常快，所以有很多卷器。這個是低固相的，整個半固態可以達到很好的克服壓鑄缺陷的目的。
這是大概的比較，我在國外的時候跟Steve Midson一起做的工作，半固態319S和C355，跟2618的強度已經差不多了。臺架實驗越往右邊越高，SSM跟MFS相比已經非常接近了，它的性能很好，但是成本可以比較接近鑄造。
中國的技術，剛才討論這個技術，現在在中國已經有一些生產線了，Steve Midson代表銀寶山新講的，他們已經有一定的生產線了，株洲、徐州、邯鄲、青島等等都在做了。現在整個工作大概有九條生產線，如果大家擔心供應鏈的問題的話，這一塊應該稍微給一點安慰，不單單一家，幾家都可以做這個事情。
這個大概是廠房布置，這下面的視頻我放不了，這個照片就是銀寶山新的工廠，他們整個的布局，現在都是全自動化生產。全自動化生產一個很大的好處，對於汽車供應商來說，不單單是說成本等等，還有一個很重要的，汽車的零部件穩定性一定要好，全自動化生產出來的零部件穩定性更好一些。
這個我不細講了，下一步我們要做的智能制造系統，我最近剛剛從政府那拿了2000萬的科研經費，加上我們配套大概現在整個是3800多萬，專門要做智能控制半固態，現在自動化控制，智能控制的原因在於汽車廠家需求的產品質量穩定性一定要好，自動化好是在某一個階段好，它比較穩定，智能始終能滿足汽車廠家需求的。所以我們現在在做智能制造，這個項目是5年，已經運行了半年，還有四年半，希望四年半以後我們能給出一個更好的生產線。
這是大概的總結，壓鑄企業全國有9000多家，7000多億，深圳市有150家，爲什麼現在整個3800萬研發在深圳就跟這個有關系，深圳有很大的市場。我這個項目拿了3700萬，還有企業配合，已經高於3800萬了，這個主要的實際上是一種，我們要做的主要是輕量化新材料與技術創新平臺，我們不是做生態的，主要是做平臺，平臺跟國外的比，類似於德國的Frankhof和臺灣工研院，只有進行小批量生產，大批量生產的話要轉讓給別人。我這一塊主要進行研發平臺建設。
