低成本减轻车重，本田全球率先实现钢铝混合车门

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本田全球率先为量产车采用了混合车门。成本仅增加1成左右，而四扇车门减重11公斤。

在汽车轻量化技术开发速度加快之际，本田开发出了用钢材和铝合金两种不同材料（异材质）组合而成的车门（混合车门）（上图）。在北美市场，这种车门已经配备在了3月发售的“讴歌”系列新款“RLX”之中（图1）。混合车门应用于量产车在全球尚属首次。内板使用铝合金、外板使用钢材这种非常规组合的车门尚无实用化先例。最大的原因在于成本高。内板的安装部件多，构造复杂。这需要开发相应的生产技术，并配置专用设备，因此会抬升制造成本。

图1：“讴歌”系列新款“RLX” 首款配备混合车门的量产车。3月开始在北美市场销售。

车门由两张板材内外贴合而成（图2）。其中，内板采用的是拉伸强度为270MPa的钢，外板采用的是拉伸强度在200MPa以上的6000系（铝-镁-硅系）铝合金。与内外均使用钢材的“全钢材质”普通车门相比，将车门外板改为铝合金后重量更轻，而且成本又低于内外均使用铝合金的“全铝合金材质”车门。也就是说，混合车门具备了集两种车门“优点于一身”的特点。车门外板改换铝合金后，车辆外侧的重量将会减轻，从而使重心内移，因此还具备提高操控稳定性的优点。

图2：内板与外板内板

采用拉伸强度为270MPa的钢（厚度为0.8mm），外板采用拉伸强度在200MPa以上的6000系铝合金（厚度为1.1～1.2mm）。

实际上，与全钢车门相比，新型混合车门不仅让一辆汽车（四扇车门）的重量减轻了11公斤，还把成本的增幅控制在了10％左右。而全铝合金车门虽然能令重量减少22.5公斤，但成本会增加2.9倍。

负责生产混合车门的是埼玉制作所的狭山工厂。该厂计划首先为RLX实施量产，同时构筑技术，然后陆续推广到其他车型。本田技术研究所四轮R＆D中心第10技术开发室第3小组研究员田野口健一透露，在这一过程中，“还将争取实现全球化生产”。

在遏制成本大幅上涨的同时，还可实现显著的轻量化效果——对于混合车门的这一优势，竞争对手当然也心知肚明。因此，在此之前，其他汽车企业也一直在进行着开发，但未能实现在量产车中的配备。

热变形是最大障碍

对于其中的缘由，本田的田野口解释说：“这是因为不同性质的钢材和铝合金混合使用时有3个难题没有得到解决”。具体包括：［1］遏制热变形；［2］确立牢固的结合方法；［3］防止电蚀。

田野口表示，在其中，［1］“遏制热变形一直困扰着其他汽车企业”。因为一旦忽视材质之间的差异，与全钢车门采用一样的制造方式，车门就会出现10mm之大的曲翘和凹陷，变形程度之严重，根本无法正常开合。

原因有两个方面，一是钢材与铝合金的线膨胀系数差别大，二是涂装工序的烘烤温度高。简单来讲，在温度发生变化时，铝合金的伸缩大，会使车门发生变形。

车门外周采用“折边（包边）”加工的方式，也就是使用热硬化性粘合剂，把两张板材粘贴在一起，将较长的外板翻折（图3）。混合车门是翻折铝合金外板，将钢内板包裹在内。然后，车门将在两张板材固定的状态下进入涂装工序。但在此时，粘合剂尚未硬化。

图3：车门周边受到的热变形的影响 钢内板与铝合金外板通过粘合剂和包边结合。进入烘烤工序后，在近200℃的温度下，铝合金外板的膨胀相对较大。与此同时，在热量的作用下，粘合剂发生硬化。接着，车门离开烘烤工序，进入常温环境，此时，铝合金外板将发生收缩，但硬化的粘合剂会形成阻碍。车门周围受到收缩产生的应力，发生曲翘。

当车门进入另一个问题——烘烤工序之后，在热的作用下，温度将从常温上升到接近200℃。这时，与钢内板相比，铝合金外板的膨胀相对较大，会向外侧延伸。与此同时，树脂受热硬化。