由于技術(shù)的日新月異以及目標(biāo)設(shè)定和發(fā)展趨勢，汽車開發(fā)的復(fù)雜性不斷增加。一方面是經(jīng)濟(jì)上的著眼點(diǎn)，另一方面需要負(fù)責(zé)任地使用能源和資源，導(dǎo)致汽車制造商和零配件供應(yīng)商的任務(wù)設(shè)定相互沖突。可以預(yù)見，這一情況將進(jìn)一步變得更加嚴(yán)重。

      在這一背景下，目前沒有什么比得上電動車更能成為汽車行業(yè)的驅(qū)動力。為了使個(gè)人交通工具在未來更加環(huán)保，正在研究大量新方法，以便用電動機(jī)來取代有百年歷史的車輛內(nèi)燃機(jī)。

      這不僅會對設(shè)備制造商（OEM）本身產(chǎn)生影響，還會影響很多供應(yīng)商的產(chǎn)品、技術(shù)和整個(gè)商業(yè)模式。對鑄造行業(yè)同樣提出了這一問題，這一變革（演變）將帶來哪些挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

用鋁壓鑄工藝制成的帶有齒圈和集成管道的變速箱外殼

      在電動化的第一輪狂熱后是明顯的冷靜階段。在APP和眾籌的快節(jié)奏時(shí)代，將汽車轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱域?qū)動是如此簡單，而其細(xì)節(jié)實(shí)現(xiàn)又是如此復(fù)雜。目前還無法下結(jié)論，哪些技術(shù)概念會得到普遍認(rèn)同。另外還存在其它一些替代方案，比如燃料電池，它有時(shí)會在電子移動技術(shù)陰影下受到媒體炒作。電力-燃?xì)饧夹g(shù)同樣是一個(gè)比較誘人的解決方案，但它也必須在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性方面證明自己，并相應(yīng)的具備配套的基礎(chǔ)設(shè)施。

      到目前為止唯一實(shí)現(xiàn)了的就是消費(fèi)者的不確定感。這體現(xiàn)在普華永道咨詢公司最近公開的一份研究報(bào)告中。根據(jù)這一研究，僅有1%的潛在新車購買者愿意購買純電動車。這并不奇怪，因?yàn)楦鞣N新穎的，部分并不成熟的技術(shù)概念超出了客戶的理解范圍。關(guān)于成本，行使里程，充電基礎(chǔ)設(shè)施的可用性，尤其是電池壽命等太多問題尚未得到令人滿意的答案。在這一背景下，“消費(fèi)者”這一重要因素往往被忽視。但是影響汽車購買的因素，不僅有這些客觀事實(shí)，還有人的直覺。

      關(guān)注一下媒體，我們就很清楚，比以往任何時(shí)候我們都更有必要找到新的解決方案。減少二氧化碳的排放量為當(dāng)今世界最為緊迫的問題之一，全球變暖及其氣候影響正日益加劇。

      電動汽車是解決上述問題的關(guān)鍵嗎？對此有兩個(gè)重要方面需要考慮。首先純電力驅(qū)動具有更好的整體效率。但是電力僅是載體，而非能源。如果電力主要是由化石資源所產(chǎn)生的, 那么在二氧化碳平衡中它并不比汽油和柴油發(fā)動機(jī)具有太多優(yōu)勢。從這一角度來看，能源轉(zhuǎn)型現(xiàn)在對于交通也具有重要意義。此外，被考慮得越來越多的不僅有車輛行駛產(chǎn)生的二氧化碳排放，還有在材料，半成品，產(chǎn)品和組件生產(chǎn)時(shí)的二氧化碳排放。目標(biāo)是對從原材料來源到使用結(jié)束后的回收車輛生命周期進(jìn)行整體考慮。將來，在車輛設(shè)計(jì)的框架內(nèi)進(jìn)行材料和工藝選擇時(shí)必須越來越多的考慮到這一事實(shí)。

對鑄造業(yè)的影響

      未來，將有多少汽車是由電力驅(qū)動，這是一個(gè)還將持續(xù)數(shù)年的無用之爭。事實(shí)是，無論未來情況如何， 產(chǎn)品多樣性早已發(fā)生變化。畢竟，混合及縮小尺寸如今已對被視作經(jīng)典鑄件的部件產(chǎn)生了影響，從而使其成為電動汽車的先驅(qū)部件（圖1）。發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)的所有部件都受此影響。這些部件包括比如氣缸蓋，曲軸箱以及曲軸。這些部件最初變得比較小，同時(shí)承受更高的負(fù)載。但是在純電力驅(qū)動的情況下，它們最終被完全取消。這不僅對于載重考慮，同樣對于材料和生產(chǎn)工藝都是一大挑戰(zhàn)。

      汽車的所有其它部件都面臨著結(jié)構(gòu)輕量化的壓力。不管是混合動力汽車還是電動汽車都必須更輕，以抵消電池增加的重量，并延長行駛里程。盡管需要對所有技術(shù)細(xì)節(jié)加以關(guān)注，但也不能忽略成本。特別是價(jià)格敏感型汽車，由于其銷量大，從而成為二氧化碳的主要排放源。

鑄件的新潛力

      除了電動汽車不再需要的部件外，還出現(xiàn)了一些新的應(yīng)用部件。對于這些新的部件， 壓鑄工藝提供了實(shí)現(xiàn)極薄壁厚的可能。圖2展示了薄壁電池外殼和支架，它們通過冷卻通道實(shí)現(xiàn)電池調(diào)溫。

      另外, 電動機(jī)自身具有進(jìn)一步的潛力, 同樣能夠?qū)㈣T件的其它功能和冷卻流道進(jìn)行集成。圖3展示了在由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和喬治費(fèi)歇爾公司舉辦的大學(xué)生方程式設(shè)計(jì)大賽中的一個(gè)鑄造輪架示例，其中可以集成行星齒輪變速器和電機(jī)。

鑄件輕質(zhì)結(jié)構(gòu)解決方案

      特別是對于電動汽車，輕質(zhì)結(jié)構(gòu)是必須實(shí)現(xiàn)的。這一目標(biāo)可以通過各種方式實(shí)現(xiàn)：結(jié)構(gòu)和材料的選擇，以及加工工藝都會對產(chǎn)品重量產(chǎn)生決定性的影響。而鑄造工藝提供了使產(chǎn)品更輕的眾多可能性。它允許高度的設(shè)計(jì)自由度，以便將正確的材料放置在正確的位置，并有助于將多個(gè)功能集成到一個(gè)產(chǎn)品中。通過使用SiboDur或AluSiDur等高強(qiáng)度鑄造材料，可以使承重橫截面更小，從而更輕。而仿生學(xué)使得可以從給定的結(jié)構(gòu)空間中識別出最合適的負(fù)載路徑，然后最經(jīng)濟(jì)地在鑄件中實(shí)現(xiàn)。“形式追隨功能”- 在不需要的地方去除材料的藝術(shù)。

      進(jìn)行了相應(yīng)外形調(diào)整的轉(zhuǎn)向節(jié)同樣繼續(xù)保留在電動汽車中。表1展示了不同設(shè)計(jì)之間的比較情況。比較情況證實(shí)了，如果我們持續(xù)利用仿生學(xué)和集成的所有潛能，并擴(kuò)展系統(tǒng)邊界，那么由含有球狀石墨的高強(qiáng)度鑄鐵制成的部件一定不會比鋁制部件重。每一處避免了的接口不僅減輕了重量，而且節(jié)省了加工和組裝的成本。

      鑄造還同樣使得電動汽車的車身具有輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。特別是對于具有高負(fù)載和復(fù)雜形狀的區(qū)域，鑄造更具優(yōu)勢。圖4以一件鋁壓鑄制成的減震支柱罩作為示例。薄壁區(qū)域與重負(fù)載傳力區(qū)域的骨位相結(jié)合，使得材料得以有效利用。通過上橫向?qū)П圻B接集成到鑄件中避免了材料加倍，從而實(shí)現(xiàn)了輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。

總結(jié)和展望

      電動汽車同樣改變著汽車供應(yīng)商的世界。對于鑄造廠來說，某些汽車組件消失了，但是同樣會出現(xiàn)新的機(jī)遇。我們需要認(rèn)識這些新的挑戰(zhàn)，并成功實(shí)施產(chǎn)品解決方案。

      鑄造提供了非常廣泛的解決方案，即使在不斷變化的環(huán)境中也能為汽車零部件應(yīng)用提供具有吸引力的方法。新材料，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念和現(xiàn)代制造工藝在未來將繼續(xù)為具有競爭力且價(jià)格合理的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)提供基礎(chǔ)。特別應(yīng)該提到的是，鑄造材料易于再循環(huán)，并因此具有持續(xù)的二氧化碳效率。

      為了能為未來為汽車提供更有價(jià)值的解決方案，需要進(jìn)行更進(jìn)一步的構(gòu)想。具有增強(qiáng)特性的材料，結(jié)合最小壁厚的新產(chǎn)品界限將有助于繼續(xù)實(shí)現(xiàn)具有吸引力的，經(jīng)濟(jì)的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。智能化選擇的多材料結(jié)構(gòu)也可以開辟出新的可能性，根據(jù)“世界上最好的“這一理念來提出新的解決方案。