自冲铆钉助力汽车轻量化技术

未来几年，随着轻质车身、闭合板及铝制材料应用的不断增长，自冲铆钉也将作为一种大量使用的结构性连接件，在汽车制造领域发挥更大作用。据了解，在奥迪(Audi)、宝马(BMW)、通用(GM)、捷豹路虎(JLR)和特斯拉(Tesla)汽车小范围使用自冲铆钉之后，福特(Ford)F系列铝制皮卡开始将这种铆钉连接技术带入主流市场。

自冲铆钉与机械结构性粘合剂的搭配不仅更牢固，而且还具有其他优势。铆钉可以将相邻的金属板连接在一起，保证粘合剂可以在车辆的整个组装过程中充分接触。专家表示，如果没有铆钉，粘合剂连接的组装速度完全无法与点焊抗衡。

斯坦利工程紧固公司(SEF,前身Emhart Teknologies)的紧固件研发经理Matthias Wissling博士表示，“自冲铆钉可以将铝和其他金属连接在一起。未来几年中，这种连接件的使用将在世界范围内显著提高。”

最近，Wissling及另外几位公司高管在公司位于密歇根特洛伊市的总部接待了《汽车工程》，共同探讨自冲铆钉和其他结构性连接件创新。

自上世纪90年代首次登陆铝制车身的奥迪A8后，自冲铆钉在欧洲汽车厂商心目中的地位相当稳固。在北美地区，随着汽车厂商开始转而使用铝材，以及其他无法通过传统焊接技术连接的轻质材料，自冲铆钉的应用也开始呈上升态势。

根据达科咨询公司(Ducker Worldwide)的2015年全球轻量化汽车铝材占比研究，到2025年，铝制车身板与闭合件的用量将从2012年的不到2亿磅增长至40亿磅。其中，发动机盖中的铝材使用将达到85%，车门部分达到46%，完整车身中的使用将达18%。相比之下，2015年，车身大量采用铝制材料的比例不到1%。 虽然，点焊仍是目前最常用的钢制白车身板连接工艺，但高级机械紧固技术也逐渐成为一个越来越受欢迎的选择。自冲铆钉紧固工艺可以连接铝、钢、塑料、碳纤维强化复合材料及各种材料组合，整个过程均不需要提前打孔。

专家指出，自冲铆钉的整个紧固过程不需要加热，这种工艺可以用于连接白车身上的各种相同或不同材料，比如钢-钢和铝-钢连接。Wissling博士表示，“这点非常重要，要知道在白车身上每增加一种连接技术，就会产生额外的工序和成本。”

SEF公司突破创新副总裁Sivakumar Ramasamy表示，目前公司可以提供多种连接产品，包括金属夹、镶嵌件、双头螺钉和自接铆钉等，还有多种紧固装配系统。 Ramasamy博士表示，“要达到2025年的公司平均燃料经济性(CAFE)标准，汽车厂商需要继续扩大轻质白车身材料的使用，因此未来市面上将出现更多类型白车身紧固技术和连接产品。”

Ramasamy表示，“我希望公司能够拿出更多创新解决方案，这可以是新产品、新工艺、新业务模型，从而从容应对未来的无线可能性。”Ramasay新组建的工程师与营销专家团队将在2017年前，在德国格森附近的办公室启动工作。这个团队唯一的职责就是创新。

“自动汽车可以采用塑料车身吗?如果可以，那塑料白车身应当使用何种紧固工艺呢?公司可能会推出一种符合要求的塑料铆钉或粘合剂。”Ramasamy博士认为，“创新团队必须追踪各种新兴趋势，然后拿出相应的解决方案。”

30多年来，SEF公司的核心产品一直是点焊技术。不过，正如车身材料已经有所变化一样，相应的紧固件也已随之进化了。

SEF公司为创新团队投资了大量经费，这绝非偶然。“我们希望通过创新增长业务。我们希望可以具备连接轻质材料的能力。”Ramasamy博士表示，“但这并不是我们的唯一追求。2025年后，行业内可能又会出现一些新东西，我们必须做好万全准备。”