本站之前發表過文章：汽車輕量化材料發展趨勢，國內外高端鋼鐵產品差距有多大？，世界超高強度鋼板熱壓成形研究與進展，等文章，反響不錯，今天我們再來研究一下 汽車鋼材輕量化的一個實例：奧迪輕量化路線。
1994年推出首款A8時，奧迪不僅開發了ASF設計并將其投入系列生產，還開發了量產所需的所有步驟。這種一體式開發方式正是取得突破的原因所在。奧迪汽車逐漸擴大其競爭力，尤其增加了很多制作流程。
對于奧迪來說，輕質結構不僅意味著材料工程，而且意味著流程技術、新接縫技術的開發和服務及維修選項的確認的全面能力。
體積大、重量輕是奧迪汽車的核心競爭力。自1994年起，公司就不斷生產帶ASF車身的車輛。截至目前為止，總量已經達到550000臺，遠遠超過了世界上的任何其他制造商。在當前車型系列中，A8豪華型轎車和R8高性能跑車堪稱ASF原理最純粹的表現形式。TT緊湊型跑車的車身是一種鋁和鋼混合結構。A7 Sportback和新款A6采用鋼制車身，包含很大一部分鋁材料。
輕量化從空間框架結構（ASF）開始
奧迪的輕質結構方法是每位開發工程師信奉的哲學。如今，奧迪正在將ASF原理提高到一個更高的水平 – 多材料車身結構。這種結構結合了鋁、鋼和 纖維增強塑料。它從車身開始，不斷擴展至整個車輛的每個技術領域，從發動機到線束。不僅包括采用異常輕質的奧迪空間框架結構（ASF）設計的鋁制車身。很多鋼制車身車型也在各自的級別中設置了標桿。
奧迪公司堅信多材料空間框架結構（Multimaterial Space Frame）是打造大體積車輛的正確途徑。與CFRP車身相比，重量方面具有相同的優勢，最大的優勢體現在總體能量平衡更佳以及成本更低。
空間框架結構（ASF）的發展需要創新的連接技術
由于輕量化空間框架結構依然是一種空間構架結構，因此需要使用一些新的連接技術。
多種材料組合的空間框架結構采用了新的連接技術，奧迪為多種材料組成的車身框架設計了適合的新的連接技術。主要有已普遍使用的螺柱焊接、適用金屬與非金屬連接的半管狀鉚合方法，還有未來將會使用的摩擦焊源焊接方法。
ASF車身在構造上遵循了仿生學原理，從自然界中吸取靈感。車身骨架由鋁質的擠壓型材和壓鑄零件構成。比如應用于車頂和車身側翼的鋁板都是互相咬合連接的。就像一副骨架中的每塊骨頭一樣，汽車的各個部件都將最輕的重量和最優化的性能集于一身。根據車身不同部位對零件材質和結構的不同要求提供針對性的解決方案
從技術角度講，使得立體構架原理如此簡潔的原因在于分開車身不同部件的任務。擠壓型材連接空間，澆鑄節點連接部件，鋁制面板關閉空間而且增加了結構的硬度。立體結構為每種材料和每個部件分配了一個特定的任務。相比傳統單體橫造金屬片設計，為開發工程師們提供了更大的自由。
奧迪多材料車身
在ASF技術領域中奧迪還擴展出很多相關技術并投入量產。奧迪品牌的一項特殊技術是激光焊接。這是一個極其精密的工藝流程允許誤差只有0.1毫米。比如，奧迪A8車身兩側的車頂和車身側面之間各有1.8米長的無縫焊接鋁板便是使用激光焊接工藝制做而成的。在完成激光焊接工藝后還會對焊接表面進行拋光處理。
即使從生態學的角度上考慮，鋁質輕量化車身材料與鋼相比屬于綠色環保材料。鋁在初級生產階段雖然會有較高的能源消耗，但它的重量優勢卻可以在車輛使用過程中彌補這一劣勢。在汽車壽命結束后，所有的鋁制零件都可以通過較少的能源消耗進行回收再利用。制造A8車身所需要的所有鋁材中，約有50%的鋁材可以通過回收再次使用。
將正確的材料應用到正確的地方在奧迪，輕質結構并不意味著依賴一種單獨的材料，而是要智能靈活地 結合各種不同的材料。目標是盡量使用最少的材料獲得最佳的性能，但是將其應用到正確的地方。就像在大自然中，絲毫不浪費材料。工程師們已經在所有相關的技術領域中開發了大范圍的專業技能。反復檢查每種材料是否適合其用途，無論是鋼、鋁或纖維增強塑料，而且奧迪專家非常熟悉其潛能和缺點。
各種材料相互競爭，奧迪能夠有效地使用任何技術發展和進步。比如，借助鋁制材料，新高強度合金以及經過進一步改良的部件結構將很快帶來重要的技術進步。換言之，CFRP部件將使得ASF結構更加強勁、更加輕質而且更加安全。奧迪可以使用精確的模擬程序計算出這種材料的碰撞性能。
奧迪輕質結構的歷史
輕質結構在奧迪及其被接管公司具有悠久的歷史。在1913年，NSU打造了一款全鋁車身的Type 8/24車型。10年后，奧迪 Type K繼承了這種相同材料的試驗型改良外觀。
在20世紀30年代，來自Auto Union賽車部的專家們手工打造了鋁制面板，從此開始為其引人入勝的賽車和屢創車速記錄的汽車打造車身和流線形面板。1936年款的 Auto Union Type C重量僅為
如今，奧迪汽車繼續在賽道上馳騁。1990年左右生產的拉力賽和賽道汽車車身上包含很多塑料部件。當時有些汽車已經在使用碳素纖維復合材料制成的萬向軸。該裝置已經是奧迪90 quattro上的標準配置。目前的奧迪 R18和 A4 DTM用作CFRP的工作實驗車輛。
投入量產時，首輛奧迪A8在1994年面世時引起了巨大反響。由于采用了ASF車身，A8在傳統的鋼和鑄件行業內引發了一場小革命，也給供應商帶來了巨大的壓力。從此以后，高強度鋼的強度增加了5個因數，鑄造廠的質量標準獲得了明顯提高。奧迪ASF原理不僅使該品牌的客戶受益，而且惠及整個行業。
輕質結構同樣對未來的電動車發揮了重要作用。牽引用蓄電池等新部件增加了大量的重量，智能輕質結構在很多領域可以補償增加的重量。Neckarsulm的工程師們已經致力于為未來的電動車輛開發全新的解決方案。
奧迪輕量化設計中心
奧迪輕質設計中心位于斯圖加特的內卡蘇爾姆，是輕量化變革內容的原始來源。大約有180名專家在這個機構工作。ALDC是公司的輕質結構先鋒。在這里汲取的經驗為我們獲得的成績奠定了基礎，包括無數的專利、歐洲專利局頒發的2008年年度歐洲發明家榮譽以及四次榮獲世界最重要車身設計比賽歐洲車身大獎。
目前，在FRP技術中心中大約有50位專家正在致力于纖維增強塑料的研究。奧迪與其姐妹品牌蘭博基尼在CFRP和鋁領域中進行技術轉讓，雙方都在不斷獲得新的見解。
奧迪憑借其量產車型顛倒其重量上升趨勢，根據不同的發動機不同的車型實現了全面減重。TT車型比前代車型重量降低了多達90千克（144.84磅），新款A6減重多達80千克（128.75磅），奧迪 R8 GT高性能跑車重量僅為1,525 千克（2454.25磅），其中包括 quattro全時四輪驅動系統。
（來源：汽車輕量化CFRP）
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