【行业动态】从木头到高性能复合材料——细数汽车车身的六次重大变革

来源：中国复合材料学会

还记得小时候汽车对于我们而言还是很遥远的，别说拥有自己的车，出门能打个车那就已经十分兴奋了。现如今，买一辆属于自己的车已经不是事儿了。而对于一款车而言，除了品牌、配置等，我们还有许多看不到的地方，譬如：车身材质，一辆车最为关键的部分，它的好坏，在很大程度上决定着车辆的安全。而伴随着车辆的发展，它也有着属于自己的历史。

第一次革命—木头到铁板，马车到汽车

让我们从汽车诞生开始谈起。卡尔本茨发明的汽车，可谓是一辆能够跑动的三轮“马车”。至于它的车身材料，则是大量的木材。但是由于发动机过于笨重，为了能更好的承载发动机的重量并且提高车辆的可靠性，“维克托得亚”牌汽车将车身、车架等大部件都改用了钢板和铝板等材料制作，至于车辆的其他大部分用料还是造价低廉的铁皮配合轻巧的软顶设计。即使这样，当时的车辆也是非常高级的。

第二次革命—tin锡片让造车更EASY

随着生产方式的改变，车身材质也在发生变化。但是由于当时模具的问题，加上钢板等材料成本又太高，整体重量也不适合当时车辆的马力。种种原因下，他们选择了使用tin锡片来做压模，再进行焊接与组装。这样不仅降低了材料与生产成本，还能保证汽车的产量。

第三次革命—强韧铁皮金属车身新宠

人们对车辆品质方面的要求越来越高，推动着车辆技术的进步，让人们成功的找到了tin锡片的替代品。铁皮材质成为车企的新宠，车辆的整车车身用料基本都为铁皮材质，包括前杠和后杠也都选用了铁板作为设计材料。再到后来，德国人提出将车身划分为刚性区域和吸能变形区域，对于刚性区域，采用高强度的加工金属，而吸能变形区域就会用较为轻质吸能的材质，譬如塑料制品等。既降低了成本，又能很好的保证车辆安全。

第四次革命—镀锌薄板抗腐蚀！抗腐蚀！

钢板材料在汽车发展史上一直占据绝对主导的地位，但随着人们对速度和外观愈发强烈的追求，钢板二次开发的镀锌薄钢板再次得到了厂家的认可。自20世纪70年代开始，轿车车身钢板广泛采用镀锌薄钢板。它之所以这么受欢迎，主要是因为它有良好的抗腐蚀能力，并且它可以做的很薄。这在提高汽车户外生存寿命的同时，很好的降低了整车质量。

第五次革命—高强度钢，让消费者更安心

为了满足汽车制造业追求高强度以及轻量化的要求，钢铁企业相继推出高强度汽车钢材系列钢板。这种高强度钢板是在低碳钢板的基础上采用强化方法得到的，抗拉强度得到大幅增强。利用高强度特性，可以在厚度减薄的情况下依然保持汽车车身的机械性能需求，从而减轻了汽车重量。这种高强度钢板也愈发被更多的汽车厂商所青睐。

第六次革命—多维探索，复合车身和碳纤维谁先登场？

高强度钢材的应用，很好的保证了汽车的品质。但是随着社会的发展，人们需求的改变，以及车企对技术的研发，大家都对更好的汽车有着强烈的渴望。而这体现在车身材料方面，就是希望有着更高强度，更轻质量的材质来替代现在的高强度钢。

其中碳纤维材质就是这样催生而出的，由于它的高强度、高韧性，以及轻质量，超级跑车上已开始广泛应用。但是碍于其高昂的造价，注定了碳纤维材质无法大量应用在其他批量生产的车型上。

由此，聪明的人类找到了另一条能兼顾机械需求与成本把控的新路径——新型铝制复合材料。新型铝制复合材料很靠谱，因为它的获取成本相对更低，而其强度和韧性却比高强度钢要高许多，并且抗腐蚀性也要优于钢材。再加上其本身的轻质量，让其受到许多车企的关注，并在一些车型上进行了尝试。

某车型的铝制复合车身，共应用了11种不同的金属材料，有近58%的部分采用了轻量化铝制的复合材料，这让整车的质量比传统钢制车身轻了约99kg。这让此车型充满了自信。而铝材复合材料只是降低了车身的质量，而整车的安全性、车辆的操控性甚至燃油的效率都有了大幅的提升。总结回想车身材料的变化和更迭，我们不难看出其趋势始终是向着更轻、更安全、寿命更长的方向来发展的。虽然现阶段高强度钢是车企的宠儿，但是未来碳纤维和复合材料谁主沉浮，尚未见分晓，我们只需静待就好。

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