03 粘接技术在整车轻量化中的运用

1、结构胶工艺在整车轻量化运用,神龙汽车公司 技术中心-工艺技术规划室,2,目录,一、技术背景,三、国内外现状调查,二、预计收益及风险点,四、工艺设备因素,五、DPCA车型运用简介,项目背景 Background of the project,中国制造2025 汽车车身的轻量化已成为势不可挡的趋势。调查研究发现，用高强度高韧度的结构胶取代焊点可以降低白车身重量、降低制造成本、降低焊装粉尘及能耗、提高车辆性能。 Automobile body lightweight has become an unstoppable trend. The investigation found that high strength and high toughness structural glue to replace welding points can reduce white body weight, reduce manufacturing cost, reduce the welding dust and energy consumption and improve vehicle perfor

2、mance.,中国制造2025于2015年5月8日通过国务院印发，检索全文，其中轻量化被三次提到。汽车轻量化在全面推行绿色制造中承担着重要的技术策略。调查研究发现，用高强度高韧度的结构胶取代焊点可以降低白车身重量、降低制造成本、降低焊装粉尘及能耗、提高车辆性能。 Automobile body lightweight has become an unstoppable trend. The investigation found that high strength and high toughness structural glue to replace welding points can reduce white body weight, reduce manufacturing cost, reduce the welding dust and energy consumption and improve vehicle performance.,预计收益及风险点The expected Profit and risk point,整车性能收益：CAE计算与刚度试验对比,一阶模

3、态频率：平均提高1.08Hz,性能收益： 车身刚度: +20% 焊点刚度增加 NHV: 低频舒适性 重量效应 碰撞区域刚度提升 环境噪音,预计收益及风险点The expected Profit and risk point,理论性计算，使用涂胶取代焊点后，约可以降低成本7元/米。（受胶的种类、涂胶工艺设备、涂胶检测手段、焊点密度等因素 影响） This can reduce cost 7 yuan RMB/M after using this glue.,技术成本收益：,预计收益及风险点The expected Profit and risk point,风险点risk point,1：CAE模拟的准确性影响性能； Accuracy of CAE simulation affects the performance 2：尺寸稳定性影响胶的性能（许可间隙内才能最大发挥材料性能）； 3：胶的性能受温度等环境因素影响； 4：涂胶质量监控手段（建议采用机器人视觉系统）；,运用过程： application process 利用材料性能模拟可以取代的焊点，进行CAE计算确认后实物验证 Base

4、on the material property, simulate the Pse can be replaced by glue, then calculate by CAE， confirm and then test.,现状调查 Background of the project,如下对国内三家结构胶供应商（西卡，陶氏，汉高）运用情况做了对比分析。 The following description is about the structural adhesive supplier (Sika, Dow, Henkel) using in China.,国内已应用车型在侧围区域大面积使用螺旋涂胶，焊点间距平均为60mm(不使用涂胶约为30mm)、某些车型车门全部使用铝合金（冲铆+涂胶，无焊点）、 side body using spiral glue, the spots average distance is 60mm (all is about 30mm), doors all use aluminum alloy (punching and glue, no weldin

5、g),工艺因素The factor of process,机器人抓胶嘴或固定式胶嘴二种形式，3/8的胶枪，ROBOT上无需防撞器；ROBOT管线包，胶管径40mm，胶管和电缆分开便于维护和使用，胶管使用高强高韧胶布清洗可用三年,结构胶涂胶需全程加热4060度，从压盘开始加热，压盘，泵机，管路，定量机，胶枪，所有部件都采用电加热，每个加热部分用一个加热通道控制，从压盘到胶枪喷嘴逐级提高温度。设备自身可提供加热温度到120度（极端到180度），设备投资增加30%，压缩比选常规倍数比，加热功率4kw。,工艺因素The factor of process,和焊点结合应用，断续的强度胶不适合螺旋涂胶工艺，涂胶参考速度：300-500mm/s。如考虑空间位置的需要，可以考虑ROBOT上定量机和胶嘴的分离形式。,定量机的填充时间跟胶料粘度以及胶管长度有很大关系，高粘度胶料严格控制加热胶管的长度（12m），从而保持填充时间不会影响生产节拍。,工艺因素The factor of process,现有设备回收利用，增加相应的加热系统即可实现（如更换现有的单层加热盘为双层加热盘等），强度胶的全程加热设备泵机

6、选压缩比63倍即可， ,需双泵切换，过滤器加热不佳而不选用以免杜塞）。,对于涂胶设备而言，用新或老机器人要求一样，机器人额外增加的附件就是定量机支架和管线夹/包，涂胶设备的供货货周期16周。现有的设备厂家REXON和SCA实验室均可开展应用测试，仅需提供胶料。,工艺因素The factor of process,如焊接机器人改造为机器人手持胶枪(应用类型G)涂胶，将原焊接管线拆掉。安装接口板（法兰处）需要更换，重新订货一根信号电缆及接头到涂胶控制器，机器人软件更新即可，更改为动态工艺。涂胶管线由供胶厂家提供。,如果是固定胶枪涂胶（应用类型GPF），机器人上的管线包也需要重新订一套。新订一套管线包交货期大约3-3.5个月。需要提供机器人的型号，应用类型，订货YH号或G编号。,工艺因素The factor of process,待研究的事项：A decider 监控方案: 视觉跟踪系统：现有的涂胶质量指标IQPO还在逐步建立之中； “视觉监控系统”应用于不可见、易产生功能缺失的缺陷自动监控，中国市场偶有应用（投资需要35万RMB/套），例如武汉通用某些主机厂自动涂胶设备100%采用视觉系统

7、（60JPH，27套，66台照相机）。 2. 质量接收标准: 以往DPCA遵循B13 1227的PSA标准，在增加了“替代焊点的强度胶”之后，PSA更新的质量接收标准,DPCA车型运用简介-R83车型为例,13,虚线是使用胶，胶上不再有焊点：已保证和BIWE工艺的兼容性 虚线表示的胶的长度：平均120毫米 焊点的几何尺寸保留 前纵梁零件上无胶沿用碰撞方案,1：产品+工艺策略,2：性能评估,两种类型的胶 碰撞胶（SIKA SP498）： 刚度胶（EFTEC RA606） 钢板减薄带来的减重： -8 KG 减重: -4 kg,3：材料,4：工艺策略 为了减少涂胶设备投资和产品生产成本，工艺设计应尽量考虑集中涂胶，充分发挥涂胶设备能力; 断续涂胶新工艺，对涂胶设备有更多的功能及更高的性能要求，关注设备的集成系统； 胶连接工艺技术，对产品零件胶连接搭接面间隙有更高的要求，应作为关键功能特性面进行监控。,DPCA车型运用简介-R83车型为例,碰撞胶（21.2m，2mm，1.3Kg/ 分米，160元/Kg） 单车费用： 14.2元RMB/ V 结构胶（18m，3mm，1.5Kg/分米，48元/Kg） 单车费用 ： 9.4元RMB/V 钢板减薄（减重4Kg/V，6元/Kg） 单车成本降低： 24元RMB/V 焊点减少（100个焊点/V，0.3元/焊点） 单车成本降低： 30元RMB/V 单车PRE预估收益： （24+30）-（14.2+9.4）= 30.4元RMB/V,4：- 单车生产运营成本（PRE）,DPCA车型运用简介-R83车型为例,谢 谢 Merci,

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