洪伟:驶多飞助力电动汽车,研发镁锰板轻量化技术

中国电池联盟 中字

洪伟:驶多飞助力电动汽车,研发镁锰板轻量化技术

驶多飞集团作为一家德资企业在全球共有 4 个子公司,分布在德国、捷克和中国。该企业在中国的核心人物就是一个靓丽的德国籍华人女子,她说一口流利的德语,还是一个精干而且富有运动气质的驶多飞集团中国区股东和总经理,她便是洪伟。

引出"peter Stolfig"

洪伟回顾,从2003年开始,驶多飞逐步将目光投向了中国市场,认为自己必须在中国开辟一个新的领域,并且让中国作为超轻金属材料镁锰板MnE21及钣金件的诞生地,而且绝对把镁合金作为王者的唯一选择了。

位于上海安亭的驶多飞公司拥有CATIA设计能力,德国进口的德马吉5轴加工中心,5轴激光切割机,德国工程师带来的德国驶多飞设计生产经验,可以实现模具,快速样件和小批量生产的一体化运作,也是中国客户的轻量化研发和生产的一流合作伙伴。

镁合金作为一种特殊合金材料,其零部件相对钢铁件减重60%-70%,一辆中型轿车中可以使用约40公斤镁合金,减重效果达到60公斤,节约油耗5%-6%。

通过驶多飞专利的MnE21合金和新的“热热成型”生产工艺,使镁合金板材的应用成本低到大规模应用的水平。驶多飞集团镁合金新材料和新工艺为汽车、火车、飞机等行业提供“免费轻量化”,将引领一次工业革命。2011年8月,特制的镁锰板生产设备也通过验收,可以投入批量生产。

“peter Stolfig”堪称中德汽车科技产品历史上著名的一个标签。在汽车钣金件的开发市场,peter Stolfig开创了镁合金板件成形加工技术新时代,重新定义了汽车零件快速成型技术,为宝马、奥迪,通用,大众和保时捷等大公司的研发加速。驶多飞也希望将自己在中国选择镁合金意念植入那些高档轻量化的车身研发之中,但一直以来难以建树。终于在2011年,随着原材料镁金属产能的剧增及价格的平稳,专业生产设备的研制成功,新能源车的不断升温,环保意识的日益根深蒂固,镁锰板的时代正在到来。

完美的结合

1970年9月在中国沈阳出生的洪伟,6岁时随父母搬迁到成都,18岁考入广州中山大学电子系。1996年到德国留学,98年毕业于科隆科技大学工商管理系后,在法兰克福德国第三大基金公司工作。2001年开始与peter Stolfig一起走上了镁合金寻梦之旅,peter Stolfig(皮特)是洪伟眼中的飙车王子。

皮特从对汽车性能最为苛求的飙车一族角度认为车的安全性能和能耗是非常重要的一环,尤其是他从成立了德国驶多飞集团那天起,就立志要进行高档轻量化的车身研发。他认为轻的车是最安全的车,拥有更短的刹车路程,车的重心容易调整,不容易打滑和失控。于是在2000年,皮特认为铝合金的发展空间有限,便开始在全世界寻找更轻质的材料。

镁合金是进行轻量化设计的最好材料,通过合适的设计更改,可使镁合金零件的机械性能同铝制、钢制零件相当。钢铁的比重是7.8,铝是2.7,而镁只有1.7。就是说,同样体积镁合金只有钢铁的21%的重量。当然由于强度的原因需要增加镁合金的厚度,总体减重效果平均在60%和70%之间。相当于铝合金减重效果也在30%到40%之间。

所以皮特就希望洪伟帮助自己到中国去找镁合金。“众所周知,镁合金在二战时候是‘德国金属’,而战后,美国将所有的镁合金技术资料运往美国,俄国就将所有的镁合金工厂搬回俄国。从此德国镁合金一蹶不振。而现在镁合金是‘中国金属’”,洪伟告诉媒体,“中国在90年代才开始制造镁合金,因为中国镁资源储量丰富,生产成本低,到目前已经达到全世界85%以上的产能。”

皮特就是为镁合金而来中国,他似乎也是因为镁合金而跟洪伟认识。出生于巴伐利亚的皮特原在德国奥迪公司负责前期研发,他一直以来全程参与过奥迪全铝车身的开发工作。

洪伟:驶多飞助力电动汽车,研发镁锰板轻量化技术

驶多飞的爱情结晶,3岁的洪镁明手中超轻金属材料镁锰管材

相比与镁合金的距离,皮特的研究内容与中国更近。就这样皮特说服了洪伟,他和她把工作地点搬到中国,于是驶多飞的轻量化技术、汽车零件快速成型,和镁合金板件成形加工技术就入驻在了国际大都市上海的汽车城安亭。

镁合金的革命

“那时当我们在整个中国寻找镁合金和板材技术,那种激情真的可以燃烧起来。”洪伟告诉媒体:“2003年的中国镁工业停留在简单的原材料生产和出口上,产品层次低,根本没有能用于生产汽车零部件的板材。”

在原材料的使用上,中国的钢铁和铝矿石都依靠进口,而中国的镁合金产量丰富,不仅不需要进口还用来出口。有数据显示全世界85%的镁都来自于中国,洪伟意味深长地说:“既然中国有这么好的资源,我们当然要合理充分利用,还可以减轻国家进口的压力。”

洪伟算了一笔账告诉媒体:目前中国出口的镁合金,价格在2万元/吨左右。而如果给镁合金加工成零部件,可以把镁合金出口价格翻5倍,达到10万-15万元/吨,所以驶多飞开发镁合金是利国利民的大好事啊。而中国企业对镁合金研发是刚刚起步,驶多飞是一个外商独资企业,做这么大的革新,是难能可贵的奉献。

到底是什么动力让洪伟放弃在德国自己的咨询公司,从而决定加入驶多飞呢?洪伟回忆说:“皮特让我确信,发展镁合金产业是正确的,更坚信自己的队伍能让驶多飞在全世界金属加工领域创出一个新的行业分支。”

镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一,但由于其性质活跃,在自然界没有独立存在,是最后一个被发现的金属。上帝是公平的,每一个人有其优缺点,每一种材料也不例外。镁是比强度、比刚度都是最高的超轻金属材料,易于加工,有抗震、抗阻尼以及电磁屏蔽特性,无毒副作用,可100%回收,是21世纪最佳的环保新材料。但是由于其太活跃,容易腐蚀。其特殊的六柱立方体的分子结构,使其在常温下不易变形。

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MnE21 新材料需要新工艺:组装和后处理

针对镁合金的特点,驶多飞走出了一条非常规的里程。

1、研发了MnE21,一种特殊的稀土镁合金配方,大大提高耐腐蚀性和焊接的疲劳强度。

2、通常的制板工艺为轧制(如钢板,铝板),而驶多飞针对镁合金的特性研发了挤压制板,舍弃了昂贵的轧制设备和工艺。由此提高了板材的后续加工成型性能,使其不易开裂,并大大降低了成本。并且避开了轧制过程中杂质容易混迹成品而降低其抗腐蚀性能的问题。

3、通常的钣金工业为大工厂制造板材,下游深加工厂购买板材进行加工,而将工艺废料(平均可达到50%)又运输回原材料厂进行回炉。驶多飞镁锰板工艺整合了这个链条,板材的生产厂直接加工零部件,工艺废料直接回炉。利用挤压板材的余热进行零件加工成型,这正是因为镁合金的特点,只能在200度以上的高温进行变形的逻辑结果。

4、从客户的需求出发,研发各种表面处理方法,焊接工艺(包括机器人),铆接及其它各种联接工艺。目前已经实现了白车身中最复杂的仪表盘骨架的机器人焊接,抗划伤的表面处理等等。

5、对镁合金钣金件的研发提供设计支持,快速样件的制作,经验交流等。德国几家著名的整车厂把新的车型给驶多飞公司研究,哪些零部件最适合镁合金应用,哪些是可以用,哪些不能替换。经过分析,制作快速样件,可以进行各种测试,来验证方案的可行性和进行进一步的优化。位于上海安亭的驶多飞公司拥有CATIA设计能力,德国进口的德马吉5轴加工中心,5轴的激光切割机,德国工程师带来的德国驶多飞设计生产经验,可以实现模具,快速样件和小批量生产的一体化运作,为中国的客户也提供一流的服务。近期将有镁锰板项目的第一个量产项目投产。只有客户把产品融入了整车和它的生产线,才是真正的“上路”了。

从成本上来看,1999年镁合金板材的价格在40万每吨的水平,现在的市场上的售价已经降到20万元每吨左右,但是通过驶多飞新的工艺已经可以将其价格降到每吨5万元。目前,驶多飞的产品主要运用在高端品牌车上,“我们的目标是大幅度地降低生产成本,使镁合金能够得到大范围的运用,绝不仅仅是高端品牌,而是覆盖各个车型。”洪伟说。

“以前有钢板和铝板加工业,而现在驶多飞正在开创一个新的行业——镁板加工业,这将会是一个相当大的革新。”洪伟自豪的说。

由于镁合金要在300度以上的高温下才可以生产,因此所有的生产器件都是需要改进的。洪伟告诉记者:“这不仅仅是对材料的革新,也是对生产工艺的革新,在这个革新的过程中生产所需的设备也都是驶多飞自己研发的,所以在这方面我们的投入非常大”。

“目前很多汽车厂用的新供应商的标准就是考大学一样。”她的话语里含有一种暗示,就是说,“你一件产品合格,可能十件产品也合格,但是是否一万件都合格呢?是否今年产品是这样,是否明年的还一样?”她还补充说下去,“就涉及设备稳定性,工艺稳定性各方面的情况。这个就不是那么简单了。这是一种新材料成长需要走过的必经之路。驶多飞在此有10年的优势,我们可以用授权的方式提供给其他公司,缩短应用弯路。”

皮特强调,“MnE21可以是板材,型材,压铸零件及其焊接产品,这足以引起镁合金的革命、面向未来的汽车革命,才刚刚开始。”中国的镁合金做好了,就可以减少铁矿石,铝矿石的进口。皮特也曾经提到过,未来将是从燃油汽车到新能源汽车的转变。但真正的改变始自今日,“新能源汽车是一个浪潮,它需要轻质材料以增加其行程,减少能耗以便减轻电池的重量,镁合金材料会乘势而起。”事实上,皮特的期待是绵里藏针地回应外界对驶多飞的某些看法。

开拓与创新

关于镁板加工业技术的认可,驶多飞这么多年一直与各大汽车厂商进行样件的研发和测试。因为汽车是安全产品,不能随意更换材料,周期十分漫长。所以,在开发中国市场时,中国的厂商都在问,驶多飞是德国公司,德国有哪个车上用了驶多飞的产品?

全世界的高科技中心在美国硅谷,但传统的汽车研制以及创意的核心发源地却是在德国。驶多飞在研发镁合金钣金件技术的过程中,经过了无数次的测试、无数次的失败、无数次的打击,甚至还撞了南墙,终于在失败中找到了突破;而驶多飞不但在德国没有拿到政府的一分钱,还因为我们要投资在中国做镁合金钣金件研发,德国政府就不愿意给了。洪伟爱好运动,永不言败,坚持到底的韧性让她继续前行。

洪伟:驶多飞助力电动汽车,研发镁锰板轻量化技术

镁合金板用于车身轻量化概览

“我们的重点产品,仪表盘骨架,和座椅,在德国大众、欧宝、宝马、保时捷都已经进行过各种测试,和碰撞试验。”洪伟诚恳地解释,“不是一次测试通过就高枕无忧了,而是一系列的包括长时间的耐久测试,才能真正确保无后患。这些测试的过程是需要很高的成本。”当中国的客户对镁合金产生疑问时候,洪伟表示:大部分测试驶多飞通过了,现在最难的就是批量生产的测试;德国公司对镁合金的应用十分谨慎,因为镁合金都是从中国来的,包括我们的配方里面有稀土,他们也很担心货源的稳定性。

“德国公司对新材料的验证,起码要5年的时间。”洪伟说,“虽然在2006年我们一款德国高档车的测试都通过了,还是不能迅速在车上应用。”宝马一直在犹豫中,但驶多飞不可等待。

找出客户的需求

驶多飞决定与南京协创一起来打造镁合金板材的生产设备。在与中国的一个地方政府合作计划中断以后,皮特邀请王彪,共同宣布了驶多飞与协创成立了南京宝奇镁业。“驶多飞与协创的合作,带来的可能性令我倍感兴奋。它将充分发挥协创在非标设备生产上的强项,将驶多飞镁锰板新工艺以现代化自动化设备的形式实现,助力我们的客户得到稳定的产品,把轻量化的产品推向市场。”洪伟的话语间有几分兴奋。

从企业自身来说,驶多飞是一个做研发的企业,“我们了解客户的需求和整个行业的需要。镁合金无疑是会给客户带来丰厚利润且可以长久利用的资源。我们正是看到了镁合金未来的发展空间和整个行业的趋势,所以现在驶多飞将不惜人力、物力,义无反顾地投入进去。”洪伟最后说。

“汽车关系人身安全,镁合金作为钢的轻型替代材料,更是与汽车安全息息相关。镁合金研制周期十分漫长。而很多汽车厂用的新供应商的标准就是考大学一样” 上海泛亚的周淑渊经理说,“作为驶多飞的客户之一,我们更看重的是驶多飞一直在坚持做低碳节能,相比其它镁合金供应商,它的成型工艺十分精益。”

掌握新材料新工艺标准,才能够引领产业发展,这才是真正的赢家,这是驶多飞在镁合金加工时代的强项。在新能源汽车领域,驶多飞“跃跃欲试”的心态可想而知。

镁锰板的明天

除了研发的投入非常大之外,驶多飞在人才的培养上也花了大力气。洪伟非常自信地告诉记者:“由于镁合金钣金件是个新的工艺,目前市场上在该行业上掌握完整技术的只有我们驶多飞一家,我们没有办法在市场上找到相关的人才,所以在人才培养方面驶多飞完全是公司的内部培养。通过老员工手把手地教给新员工,在实践中不断摸索、进步。”

镁合金对驶多飞当然会继续保持非常重要的作用,但是皮特决定要让MnE21在飞机、汽车、IT、建筑、机械制造以及其它纷至沓来的零部件领域都获得成功。这不能单靠驶多飞一个公司的力量。各大整车厂期待更多有实力的零部件厂商加盟MnE21生产,使得市场的需求能够得到满足。皮特的镁锰板MnE21及钣金件的诞生主题,向全世界的人们传达的重要信息,就是中国可以出口高端的汽车零部件。几乎没有其它材料有MnE21这样的潜力。

无论是美国德国还是中国,其实都在向新能源汽车上押宝,驶多飞靠的是用镁合金来取得话语权。驶多飞正在发力。宝奇其实已经非常清楚地表明,未来是镁合金运用领域的关键时期,更是驶多飞及其伙伴蓬勃发展的阳光年代。

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