汽车外饰降本方案浅谈

叶文兵

摘 要：随着市场竞争愈演愈烈，降本将是所有汽车主机厂的持久战，但降本不得以牺牲产品竞争力为代价进行。本文从外饰件轻量化、减少构成件/标准件等的应用、免喷涂高光材料使用、零件集成化/模块化、工装柔性化等几个方面对汽车外饰降本方案进行简单阐述。

关键词：外饰降本 轻量化 集成化 柔性化 免喷涂材料

A Brief Talk on the Cost Reduction Plan for Automobile Exteriors

Ye Wenbing

Abstract：As market competition intensifies， cost reduction will be a protracted battle for all auto OEMs， but cost reduction must not be done at the expense of product competitiveness. This article briefly elaborates the cost reduction scheme of automotive exterior parts from several aspects， such as lightweight exterior parts， reduction of application of components/standard parts， use of spray-free high-gloss materials， integration/modularization of parts， and flexibility of tooling.

Key words：exterior decoration cost reduction， lightweight， integration， flexibility， spray-free materials

1 引言

随着国内自主品牌的快速发展以及各大合资品牌价格的不断下探，国内乘用车汽车市场竞争越来越激烈，在各大品牌汽车产品力差距越来越小的情况下，价格成了占领市场的重要因素;为保持足够的市场竞争力同时保证一定的整车利润，降低整车成本成为各大主机厂亟待解决的重要课题;而汽车外饰作为整车的重要组成部分，同时又是变更最为频繁的一大模块，对整车成本起着举足轻重的作用，如何降低外饰零部件的零件成本以及开发成本是各大主机厂无法逃避的课题。

本文从轻量化设计、零件集成化设计、减少构成件/标准件、免喷涂高光材料使用、以及柔性化工装开发等方面进行简单概述，浅谈汽车外饰的几点降本方案。

2 外饰件轻量化设计

作为整车举足轻重且变化最频繁的一大模块，外饰件轻量化不仅可以减少整车质量，降低整车油耗;同时将大幅降低零件成本和整车成本。

以最大最重的外飾件保险杠为例，有相关研究[1]表明当保险杠外罩的壁厚由传统的3.0mm减薄到2.0mm时，保险杠外罩的整体重量可减少20%左右。目前，大部分欧美及中国自主品牌主机厂保险杠外罩壁厚一般为2.8～3.2mm，而日系主机厂保险杠外罩主壁厚已经做到2.5mm左右，甚至某日系主机厂部分车型保险杠壁厚已经做到2.0mm。

近年来，改性聚丙烯材料（PP）的快速发展为汽车保险杠的发展提供了可能性，改性PP塑料具有高流动、高韧性、高强度和高刚性等特性，很好地弥补了薄壁化带来的零件强度、刚度等性能降低;根据文献估算结果，如下表1，保险杠壁厚每减薄0.5mm，零件重量可减少15%左右，原材料成本可减少10%左右。而随着改性PP技术越来越成熟，市场份额提升，材料单价还将进一步降低;因此零件薄壁化带来的降本还将进一步提升。

随着改性PP等塑料研发技术的进一步提升、设计能力提升、市场等因素的影响，外饰塑料件薄壁化必将是未来的趋势之一。

3 减少构成件/标准件等的应用

外饰件作为汽车重要的外观和功能件，其中搭载着大量起装饰作用的各类小零件，比如各种电镀件、个性色喷涂装饰件/装饰板等，以及雾灯、发光条、雷达等电子器件等;在传统设计观念里，为保证可靠性，通常采用紧固件（自攻钉、螺栓、金属卡夹、3M胶等）将上述零部件固定到相关外饰件上。

随着材料性能、零件加工精度能力的提升，外接紧固件紧固方式必将被取代。例如某德系主机厂格栅电镀件已不再使用自攻钉紧固方式，完全通过电镀件自带卡脚卡接到格栅本体，可保证安装品质以及耐久性能;再者例如倒车雷达的传统紧固方式是通过3M胶粘贴到前后保险杠上，由于3M胶成本高，越来越多主机厂采用超声波焊接的方式安装到保险杠上。由于取消了昂贵的3M，可在一定程度上取消零件成本，同时通过将雷达支给到人工成本更低的零件供应商进行装配可有效降低主机厂高昂的装配工时/成本。

4 免喷涂高光材料使用

为增加市场竞争力以及满足消费者需求，各大主机厂对于外观件的质感要求越来越高，大面积使用蚀纹塑料件将成为历史，而使用喷涂工艺又会导致零件成本大幅提升。高光免喷涂工艺因其环保、低成本、高品质外观、轻量化等优势而备受各大主机厂的青睐[2]。

目前使用ASA+PMMA材料进行的免喷涂高光黑注塑工艺在各主机厂均有不少应用实绩。过往该工艺主要运用于外立柱饰板零件中，随着材料性能的提升，前格栅、雾灯饰板、前后保装饰件等越来越多使用该工艺进行制造，可大幅降低零件成本同时保证较优异的零件外观品质。

根据2020年广州车展调查情况，为了满足消费者个性化外观需求，各个主机厂也相继在外观上做出更多彩色（红色、黄色、蓝色、橙色、绿色等）的装饰件来展现个性、年轻、运动的风格。据了解目前各类个性彩色装饰件均通过喷涂或者电镀工艺来实现，不仅零件成本高昂且会带来严重的环境污染。

在与国内某材料厂的交流过程中了解到目前高光免喷涂材料的应用主要集中在黑色、银色等较为简单的颜色，但彩色免喷涂高光材料也在研发之中，彩色免喷涂高光材料的问题主要集中在熔接痕、流痕、颜色调配、耐老化性能等方面。相信随着各种添加剂和助剂的成功研发必将引导彩色免喷涂高光材料在汽车外饰件上得到广泛应用。

5 零件集成化/模块化

随着设计理念以及制造能力的提升，零件集成化也将成为汽车外饰降本方式的一种。本文中所提出的集成化是指将各个独立的起不同功能作用的零件集成为一个零件，由集成后的零件承担集成前各零部件的所有功能。通过减少零件数量，降低开发工装成本、开发人力成本、管理成本、运输成本、零件分拣成本、零件装配工时成本等达到降低零件成本和整车成本的目的。

国内某主机厂通过集成化设计，将格栅安装支架、导流板、机舱护板等独立零件设计开发成一个零件，可降低零件成本约15～20%。目前该方案在某车型上已得到量产。

除上述集成化，外饰件模块化也是降本的一种方案。通常情况下，零部件供应商的工时成本都低于主机厂的工时成本，因此将一系列关联零件支给到某一供应商进行组装成模块后再到主机厂总装车间进行模块化装配的方式可达到降本的目的。以保险杠为例，通常保险杠上搭载有倒车雷达、BSD雷达、雾灯、回复反射器、线束、摄像头等一系列零部件，若将此类零件支给到保险杠供应商由其组装成保险杠模块再交货到主机厂进行合车，即可节省主机厂总装工时，同时可节省主机厂物流管理和零件分拣成本。

6 工装柔性化

外饰零件作为整车改动最为频繁的部件，特别是保险杠/中央上部格栅等，每一次的改動都带来大量的工装开发费用投入，即使对于资金雄厚的大主机厂也是一笔不容小觑的投入。

以保险杠开发为例，为满足倒车雷达、BSD雷达等电器件的搭载需求，通常需要开发专用的雷达孔冲孔工装以及雷达支架焊接工装。每一套专用工装的开发都是几十万甚至上百万的投入，对于频繁变更的外饰件来说显然是非常不划算的，且大量专用工装对于零部件供应商的生产厂房带来了巨大的挑战，带来巨额的工装存放和管理成本。

为降低工装开发成本，柔性化将是必然的选择。杭州某保险杠生产工厂采用激光切割的方式取代传统冲切的方式进行保险杠雷达孔柔性加工，不同车型的不同零件均可在同一台柔性激光切割设备上进行加工，只需对固定夹具及控制程序进行适配调整即可;另外，柔性化后对于后期设计变更更加灵活方便且不会带来巨额的设变费用，该方案在杭州某车企的量产车型上已经得到了实际应用。

为响应快速开发以及降低开发成本，柔性化加工必将成为未来的趋势，激光切割、超声波切割、超声波焊接等外饰柔性化加工设备的普及也将进一步推动外饰开发工装柔性化的进程。

7 结语

本文仅从外饰件轻量化、减少构成件/标准件等的应用、免喷涂高光材料使用、零件集成化/模块化、工装柔性化等几个方面对汽车外饰降本方案进行简单阐述，结合实例简要地描述了其可行性。

参考文献：

[1]周强，刘树文.汽车保险杠的薄壁化设计[J].上海汽车，2013（09）：20-23.

[2]陶永亮，王晓光，欧阳婷.免喷涂材料在汽车零件中的应用[J].橡塑技术与装备，2019，45（18）：21-24.