造型体验样车在新车型开发中的应用

沈卫 东林芳

（上海大众汽车有限公司）

在整个新车型外观开发过程当中，新车型造型的定义和评价扮演着重要的角色。如何以更少的成本在更短的时间里全方位地评价造型设计，为造型设计提出合理的改进意见是定义和评价造型设计的关键。在传统的开发流程中，在造型前期只能进行静态的评价，动态评价要等到方案样车阶段才能进行，而从常规静态造型评价阶段到方案样车完成至少要3 个月的时间，这就意味着那些静态造型评价阶段没有发现的问题要到3 个月以后才能发现，这样就造成许多额外的时间、人力和材料成本的浪费。相较于以往的油泥、造型硬模型等只能在造型初期阶段提供静态展示的模型车来说，全新的造型体验样车技术，凭借其宜静宜动的特性及优势，提供了一种全新的全面性造型评价方案，在整车开发流程中越来越发挥不可或缺的作用。

1 造型体验样车介绍

造型体验样车（Designerlebnisfahrzeug，德语简称DEF）是根据光顺数据1：1 制造的可低速行驶（最高车速50 km/h）的评价造型设计的特殊样车，在整车开发过程中起着重要作用。通过造型体验样车动态展示，可以在整车研发的早期阶段对于设计造型和外观比例从动态及静态两方面有更为直观全面的评价，为新车型的后续研发提供了强有力的技术保障。

1.1 技术原理

造型体验样车的设计制造主要分为3 大部分:主体骨架、外部车身以及车身内饰。主体骨架采用轮距、轴距与新车型相匹配的量产车平台，根据新车型相关的数据进行局部切割和加强；车身外板根据CAD 数据型面offset-15 mm 制造的玻璃钢作为骨架，并以此为基础浇覆液态环氧树脂，然后根据1：1 数模进行铣削；前门及前盖根据光顺数据型面，翻制玻璃钢外板，然后通过咬合夹具将外板玻璃钢与沿用的量产车内板零件连接起来。外部车身所有可视部分的附件采用工程塑料（ABS）或者激光快速成型件（RPT）制作单件，然后销定位及螺纹紧固到车身主体。内饰零件多采用泡沫铣削件、ABS 件或者 RPT 件。

1.2 制造流程

在依据项目定义和数据基础选取合适的平台后，造型体验样车制造流程，如图1所示。

2 造型体验样车的技术特点

2.1 玻璃钢骨架与液态环氧树脂相结合制造样车车身

造型体验样车采用同级别量产车型的白车身作为基础车，并根据新车型局部进行切割，采用方钢进行加强作为车身骨架，如图2所示。根据A 面光顺数据offset-15 mm 翻制的玻璃钢支撑骨架与方钢焊接骨架进行连接紧固，并且局部加强。在玻璃钢骨架外面浇30 mm 厚的液态环氧树脂，再根据1：1 数模进行铣削，如图3所示。由于在造型初期造型更改比较频繁，采用液态环氧树脂进行整体铣削既可以快速适应造型更改也便于匹配与打磨。

造型体验样车采用玻璃钢作为支撑骨架，考虑到内外饰之间间隙有限，如制作内饰件进行单独匹配，会造成内饰及外饰太薄，整车刚度较差，因此在造型体验样车上，创新采用了局部玻璃钢骨架与内饰二合一的制造方式，如A 柱内饰及车顶内饰，整体翻制的玻璃钢与方钢焊接骨架进行连接紧固，并局部采用加强钢管加强。采用这种工艺，既增强了整车刚度，也避免了内饰匹配的问题。

2.2 新外覆盖玻璃钢件的制作及与传统内板钣金的咬合

在传统工艺上，车身外覆盖件通常采用冲压件，但是对于只需要单一制造的造型样车来说，冲压件无疑是成本过高，制造周期过长，变更灵活性差，并且在此时间节点上的光顺数据状态也无法满足开冲压模具的要求。因此，造型体验样车项目中，采用玻璃钢外板来替代传统的钣金件。

玻璃钢是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料，具有轻质强度高，耐腐蚀性好，易设计等优点。制造玻璃钢件的时间周期和费用要远低于开冲压模具，在数据状态更改的情况下，相较于冲压件更具有易于更换和局部修整的优点。

造型体验样车的外覆盖件用玻璃钢材料，玻璃钢单件使用环氧树脂模具制造，内板零件沿用传统的钣金数据，由于新外覆盖件与传统的钣金内板在咬边处无法匹配，因此首先通过CATIA 在数据中将新老数据进行比较，计算出干涉区域，然后把内板钣金的干涉区域切除，外板玻璃钢件通过模具翻制，并与切割过的内板钣金紧固，如图4所示。沿用传统内板钣金使得单件的开启和锁紧功能得以保证，并增强了车身的安全性。

在造型体验样车制造的时间节点上，只有整车外表面的光顺数据，因此在造型体验样车上，前后盖及前后门都采用改造后的传统的钣金内板零件，这样不仅最大程度保证了车身强度及安全性，而且又便于功能的实现。以前门为例，由于造型体验样车需要低速行驶，因此驾驶员侧的前门必须可开启，则需要有匹配的铰链和锁钩，而沿用传统内板零件则安全有效，满足了这一要求。

2.3 车身附件功能性的保留

在车型开发流程中，造型体验样车制造的节点上通常只有表皮光顺数据，如何保留车身附件的功能性是一个关键问题，如车门把手和摇窗机构等。对新的表皮光顺数据与传统的联动机构数据之间进行数据优化，设计出过渡的定位连接方式，并使用ABS 或者光敏树脂材料制作出来，从而使得新造型车身附件也具有功能性。

2.4 造型样灯的制造及匹配安装

造型体验样车需要展示大灯、尾灯及雾灯的外造型以及灯腔内部结构。如何将只有造型数据的造型样灯紧固到造型体验样车车身上是一个技术关键点，首先将造型数据设计成单个的实体零件，如图5所示。使用亚克力、ABS 铣削，然后总体拼粘接到一起，沿用车身上老的样灯安装点进行定位，如图6所示，并使之与车身钣金匹配，从而便于安装定位及调节。

2.5 单件玻璃钢模具与总成咬合夹具二合一

造型体验样车的外板零件是通过光顺数据铣削的模具翻制出的玻璃钢件，内钣金件是切除与新外板光顺数据干涉部分后的钣金件，以总成形式安装到车身上之前，除内外板咬合之外，还需要将锁钩的加强板和铰链加强板拼装起来，按照传统的分拼工艺，需要通过分拼夹具来实现这一目的。在造型体验样车中将2 套模具整合，即进行外板零件的翻制后，直接将内板零件通过模具辅助面上的定位夹具与外板玻璃钢拼接起来，并打磨成圆角。

在造型体验样车中，前后盖及前后门都是采用这种工艺制作完成的，这样在降低了制作费用和节省了加工时间的同时，也提高了总成件的拼接精度，为后道工序的顺利完成在时间和质量上提供了双重保证。

2.6 外覆盖件的咬边圆角的处理方式

造型体验样车外覆盖件模具通常采用凹模形式，咬边部分无法全部直接制作出来。在造型体验样车中，外覆盖件玻璃钢模具只能制作成开放的R 角部分（通常半个R角），剩余的非开放R 角部分通过CATIA 计算出预留余量，在内外板咬合后通过手工打磨的方式制作出来，如图7所示。

3 结论

国内某汽车公司在2 款车型的研发过程中，成功地制造了造型体验样车，充分证明了该技术的可靠性及可推广性，与用户体验模型或油泥模型只能静态展示造型相比，造型体验样车的动静皆宜，无疑更直观便捷，可以在整车研发的早期阶段对设计造型和外观比例有更为全面的评价，与方案样车相比，在时间节点上造型体验样车则远远早于方案样车，在制造费用上更是远低于方案样车。

综上所述，造型体验样车以其在功能、时间及费用3 方面的优势，无疑将成为今后整车开发流程中不可或缺的重要环节，并在造型评价方面起到决定性的作用。