引言
该研报由汽车研究中心（CAR）发布，旨在探讨汽车行业引入新材料面临的认证障碍，并寻求加速新材料应用的机会。报告由CALM（汽车轻量化材料联盟）推动，该联盟由30多家材料生产商和制造商组成，致力于通过协作减少车辆重量。
推动新材料研发及对材料质量要求的需求
- 政策驱动：美国NHTSA和EPA的燃油经济性法规要求汽车制造商减轻车辆重量，预计到2025年车队重量将减轻5%。
- 技术驱动：新材料如高强度钢、铝、塑料和聚合物复合材料的应用可提高安全性、降低噪音、降低成本并提高燃油经济性。
- 材料发展趋势：2007-2015年间，汽车材料技术年增长率为3.8%，预计未来十年将加快。
材料鉴定流程
材料鉴定是一个迭代过程，涉及供应商和OEM，目标确保材料满足客户要求。流程包括：
- 确定关键性能要求：基于市场需求和现有材料进行讨论。
- 材料开发：开发新材料以满足特定性能要求。
- 材料和工艺规范开发：制定材料规格和测试程序。
- 识别潜在的材料应用：头脑风暴潜在应用场景。
- 产品原型设计和计算分析：通过数字模拟和物理原型进行验证。
- 领导层认可：OEM高层批准材料应用。
材料鉴定时间表
- 金属：平均18-20个月。
- 塑料和聚合物复合材料：平均5-7个月。
- 重大工艺变更：可能需要额外3-4倍的时间。
与航空航天工业进行基准比较
- AGATE方法：美国FAA开发的复合材料资格方法，可缩短认证时间和成本。
- NCAMP数据库：提供预先批准的复合材料系统，允许通过等效性测试进行部件制造。
OEM哲学及风险管理
- 零部件故障风险：材料缺陷可能导致召回和法律问题。
- 供应链中断：单一供应商可能导致生产延误。
- 生命终结循环：材料回收和环境影响是重要考虑因素。
- 成本与收益：材料成本需与收益相匹配。
摘要和建议
- 合作努力与开放式创新：行业合作和标准化可加速材料认证。
- 更好的沟通和员工培训：建立透明沟通流程，提高员工对新材料技术的理解。
- 可靠的仿真工具：开发可扩展的多现象建模工具，提高模拟精度。
- 先进成型与连接技术：研究和推广创新成形技术，如增材制造。
- 材料合格标准的原始设备制造商（OEM）标准统一：协调全球平台材料规格，减少认证时间和成本。
未来工作
- 比较不同供应商和OEM的材料规格。
- 研究回收材料与原生材料的资格认定差异。
- 比较新产品与再制造产品的资格认定过程。
- 开发针对新型材料的设计指南。
