陳俊沐/工研院材化所
「亞洲汽車輕量化展覽會」與「中國國際鋁工業展覽會(Aluminum China 2018)」於今年7月11-13日，假上海新國際博覽中心同步登場。今年的汽車輕量化成果展示區設在W4館，展示內容集中在國際汽車輕量化產品及相關配套產品，同時也展出汽車製造商所高度關注的輕量化高性能材料、零組件、加工技術，以及結構優化等具前瞻應用與未來發展趨勢之相關產品與技術。在亞洲汽車輕量化展覽會期間，主辦單位同時也舉辦論壇，其中主論壇為亞洲汽車輕量化高峰論壇，演講者代表廠商包含：中國汽車工業協會、AluMag Automotive、諾貝麗斯、達科企業管理公司等。內容涵蓋：中國對汽車輕量化材料發展的政策、全球汽車輕量化發展的布局與前瞻，以及新能源汽車之鋁車身輕量化等議題。
另外，中國國際鋁工業展覽會（簡稱：鋁工業展）是鋁行業中的年度盛會，本次已經是第十四屆，展覽會場設在W1-W3館。本次展會來自全球500多家國際鋁工業廠商，在此展示原材料、半成品、應用成品以及相關機械設備、輔料耗材等，展現出完整上、中、下游的鋁工業產業鏈。展品範圍包含：鋁鑄錠、擠錠、粉體、發泡狀等原材料、鋁應用產品、鋁表面處理、鋁金屬回收處理、鋁金屬精煉設備與耗材等。展品應用領域則包含：建築用、汽車用、航空航太用、 鋁包裝、電子、電信設備、電力、五金、家用電器、機械製造等等。
本文將針對上述兩場展會內容作重點介紹，俾供國內對此主題有興趣的讀者們參考。
亞洲汽車輕量化展覽會
1. 亞洲汽車輕量化高峰論壇
達科企業管理諮詢有限公司汽車與材料事業部總經理 Abey Abraham, Director, Ducker Worldwide以「全球汽車輕量化發展的未來趨勢和材料應用前景」為題，作了相關專題演講。Abraham認為，因應未來新能源汽車輕量化需求，鋁合金將是有效的解決方案。北美輕型車量鋁用量40年來始終持續保持成長，並在2015年單輛車鋁合金使用量開始跨越40年趨勢線，預計至2025年，每輛車的鋁合金用量將成長至256公斤。
廣州比亞迪技術部雷英彬部長則分享比亞迪在K9新能源客車輕量化的努力。比亞迪K9新能源車讓汽車底盤做到輕量化。①.車軸由鑄鐵材料變更為鍛造鋁合金結構，除安全強度係數提升之外，輕量化效果達17.91%。②.全系列車型輪圈由鋼圈變更為鋁合金鋼圈，單只重量由45.5公斤降為23公斤；7只輪圈合計減低157.5公斤，降低比率達49.5%。③.輪胎採用新能源客車專用輪胎，除有效降低噪音之外，單只輪胎減重3.5公斤，合計減重24.5公斤。④.採用自身研發的動力電池，能量密度提升9%，電池質量減低7.8%。⑤.電機系統亦為比亞迪自身研發，質量減低約3.1%，噪音減低2分貝，震動減低5~10mm/s。
伏能士智能設備(Fronius intelligence Equipment China)上海公司焊接技術總監Gerd Holzschuh則以「專業鋁材連接技術以及汽車輕量化領域的應用」為題，介紹了鋁合金焊接相關技術(圖六)。
圖六、伏能士智能設備焊接技術總監介紹專業鋁材焊接技術
China Aluminum Wheel Quality Association, CAW 鋁車輪質量協會副會長陶華強則在「鋁合金車輪的輕量化技術路線探究」專題演講中，指出一種創新的鋁合金鍛造生產技術，採用臥室鍛造機，可以一次鍛造兩件，提高生產速度(圖七)。
圖七、創新的鋁輪圈CNC加工機，利用一套系統控制兩個主軸，一次加工兩個輪圈，提高生產速率
2. 展品介紹
本展會主要展出各種汽車輕量化材料與技術，主要以軌道車輛、大型客車以及汽車車體為主。展示之輕量化材料包含鋁合金、工程塑膠、高強度鋼以及碳纖複合材料等等。不過因為與國際鋁工業展覽會同時舉行，因此廠商主要仍以鋁合金材料為主。以下說明筆者在會場看到的汽車輕量化展品與技術。
(1). 軌道車輛車體骨架
中鋁薩帕：現場展出1:1 As型軌道車廂車體結構，應用於重慶的環線車體，包含車廂地板、側牆、端牆、頂板等，車體長度達21米，寬3米，高2.8米。此鋁結構車廂同時為全球首次大範圍使用攪拌摩擦焊技術的軌道車體(圖八)。
圖八、中鋁薩帕展出1:1 As型軌道車廂車體結構
(3). 汽車車體結構
圖十是現場展出的捷豹Jaguar XEL全鋁車型，採用諾貝麗斯的高強度鋁合金製成，比用鋼製成的同尺寸車型約可減重150公斤。
圖十、現場展出的捷豹Jaguar XEL全鋁車型
中國國際鋁工業展覽會
1. 展品介紹
(2) 高強韌鋁合金鑄造技術與應用
嘉瑞科技公司展出新能源汽車控制箱，產品特色為：採用立式擠壓鑄造(Squeeze Casting)成形技術，鋁液由下往上低速層流方式充填模穴，可避免模穴捲入氣體。同時，利用高壓補縮，減少凝固收縮缺陷，可使鋁鑄件內部組織緻密化，外觀優良，達到高品質、低成本產品製程效果。可提供輕量化結構用零組件。產品要求氣密測試0.5MPa、15分鐘，沒有氣滲水現象，可T6熱處理。
圖十二、嘉瑞科技公司展出之新能源汽車控制箱
(3) 高強度鍛造鋁合金材料與成形技術
現場展出產品為鍛造鋁合金汽車轉向架，產品特色為：採用高強度鋁合金新材料，替代傳統鑄鐵或鋼板焊接件，可輕量化30-40%。轉向架採用鋁合金，由於汽車簧下重量減輕後，可提高底盤操控性，並達省能源經濟性。結合異形連續鑄造與鍛造，減少鍛造成形道次，實現低成本的高強度鋁合金零件製造技術---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖十三、鍛造鋁合金汽車轉向架