首先，我們應(yīng)該清楚在研發(fā)優(yōu)化輕質(zhì)產(chǎn)品的過(guò)程中并沒(méi)有專利可查詢。相反，設(shè)計(jì)策略的選擇很大程度上由使用情況決定，每一次對(duì)于設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)都是一個(gè)全新和巨大的挑戰(zhàn)。由于幾乎沒(méi)有長(zhǎng)久可依靠的指導(dǎo)方針和相關(guān)的條款，因而很難構(gòu)建現(xiàn)代的汽車結(jié)構(gòu)。研發(fā)過(guò)程一直就是個(gè)全新的內(nèi)容，需要較髙水平的創(chuàng)造性，并具有跨學(xué)科的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)覆蓋整個(gè)工程鏈，從最初的塑膠原料材料研發(fā)和加工，到產(chǎn)品的虛擬研發(fā)和生產(chǎn)工藝，再到整個(gè)輕質(zhì)設(shè)計(jì)中的質(zhì)量保證和回收利用。
為了使汽車結(jié)構(gòu)更加符合成本可行性，在選定的驅(qū)動(dòng)概念中，需要對(duì)重量比進(jìn)行詳細(xì)的分析。比如說(shuō)，有一點(diǎn)很明顯，考慮到前輪驅(qū)動(dòng)，尤其是整車的前端，不只是前后碰撞區(qū)域，必須進(jìn)行重量?jī)?yōu)化，因?yàn)檫@是重量集中區(qū)域(動(dòng)力裝置，傳統(tǒng)系統(tǒng))。這就需要使前后軸的重量分布達(dá)到平衡，以利于操縱。汽車后部的輕質(zhì)化結(jié)構(gòu)對(duì)后輪驅(qū)動(dòng)的汽車更有利，因?yàn)楹蟛考兄^大的重量(差動(dòng)齒輪等)。安全單元中，汽車頂部區(qū)域的輕質(zhì)化措施是為了降低汽車的重心。在汽車底部，這就需要利用輕質(zhì)材料，因?yàn)檫@樣可以避免汽車外殼和動(dòng)力裝置將汽車的重心升高。
在研發(fā)汽車零件過(guò)程中，需要著重考慮零件的受載狀態(tài)，利用合適的材料和機(jī)構(gòu)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，總之需要考慮生產(chǎn)過(guò)程中的種種限制。在最初的研發(fā)階段，必須根據(jù)具體應(yīng)用情況的技術(shù)經(jīng)濟(jì)、維修性和可循環(huán)性作出正確的決定。根據(jù)現(xiàn)有的案例進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以得到最佳的結(jié)果：
微分法(differential)、積分法(integral)、積分混合法(integratinghybrid)。
每一個(gè)新的或者較新的發(fā)展都應(yīng)該堅(jiān)持基本的指導(dǎo)理論：所選擇的材料必須與結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方法的選擇直接緊密相連。
整體構(gòu)件具有很高的功能整合性，可以通過(guò)現(xiàn)代的注射成型和壓縮技術(shù)得到實(shí)現(xiàn)。與此相反，在差動(dòng)機(jī)構(gòu)中的單一元件的機(jī)構(gòu)通常都很復(fù)雜，需要采用恰當(dāng)?shù)酿ず霞夹g(shù)將不同的材料黏合在一起。
在此處，膠合技術(shù)是一種冷黏合技術(shù)(T<200°C),適合于片狀材料的層合黏合，在此其他方法不能進(jìn)行連接或者費(fèi)用非常高。隨著膠合技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，我們將看到越來(lái)越多黏合的支撐性連接。同時(shí)我們也將發(fā)現(xiàn)膠合技術(shù)將和其他的黏合技術(shù)聯(lián)合使用以彌補(bǔ)彼此的不足之處。組合的黏合技術(shù)將有利于得到更高的結(jié)合強(qiáng)度，這樣可以在較寬的范圍內(nèi)得到相對(duì)均衡的作用力轉(zhuǎn)變，而單一的膠合技術(shù)會(huì)產(chǎn)生裂紋。
現(xiàn)在正需要適應(yīng)性較好的黏合技術(shù)以挖掘輕質(zhì)支撐機(jī)構(gòu)的潛力，這些輕質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)由塑料和/或聚合物基復(fù)合材料制成。比如說(shuō)在2005版的大眾帕薩特汽車上，Remform螺絲用來(lái)直接將附件安裝到安裝板(KMU)上，這種安裝板是由PP-GF30制造的。通道和纜線通過(guò)整合芯片功能還保持在原來(lái)位置。
另一方面，金屬-塑料混合技術(shù)已經(jīng)快速地應(yīng)用在許多支撐機(jī)體元件上。這種混合技術(shù)是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的：結(jié)合金屬拉延成型和塑料注射成型技術(shù)這兩種方法，生產(chǎn)出隨時(shí)能安裝的具有很高的功能組合的元件。由于這些元件的剛性和強(qiáng)度對(duì)載荷的適應(yīng)，所以可以通過(guò)這些方法得到更多的輕質(zhì)元件。
在所需要的薄壁結(jié)構(gòu)中，載荷傳播區(qū)域和卸載區(qū)域通常是斷裂區(qū)域，這是由于薄壁截面和平板對(duì)于卡扣和凹痕比較敏感。較大載荷范圍內(nèi)的這種不穩(wěn)定性可以通過(guò)計(jì)算塑料肋板結(jié)構(gòu)來(lái)大大地加以降低。比如說(shuō)，在GFC-鋼鐵混合元件中，鋼鐵可以承受到其屈服點(diǎn)的載荷，如果薄壁板是由玻璃纖維增強(qiáng)尼龍(PA6-GF)做成的，就可以避免其開(kāi)裂。
除了通過(guò)加肋板增加構(gòu)件的剛性之外，還可通過(guò)將塑料涂覆在金屬表面提高構(gòu)件的多項(xiàng)功能。例如，一些功能性元件(插件等)通過(guò)一次注射成型將其固定到福特-�？怂�，奧迪A6的前杠上。同時(shí)也提高了構(gòu)件的功能特性。這樣做既可以減少單個(gè)零件的數(shù)量和加工步驟，還可以降低裝配零件的費(fèi)用。
由于其低密度性非常適合汽車結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)化應(yīng)用。在眾多的可用塑料中，幾乎每一種技術(shù)上的應(yīng)用都可以找到一種滿足其特殊幾何要求、熱力學(xué)性能和美學(xué)等要求的塑料。塑料可以通過(guò)添加劑及增強(qiáng)劑對(duì)其性能產(chǎn)生巨大的改變，比如強(qiáng)度、彈性、潤(rùn)滑性、電學(xué)性能、熱力學(xué)性能以及隔音性能，以及摩擦性和抗磨損性。
聚合物的多方面性能確保了其在汽車工程中的地位。應(yīng)用的地方從汽車內(nèi)部到引擎室，從結(jié)構(gòu)性元件到外部車體部件。然而在內(nèi)部和小部件上應(yīng)用塑料幾乎沒(méi)有增長(zhǎng)的空間，因?yàn)樵偻卣箲?yīng)用的可能性已經(jīng)枯竭(例如鏡框、輪轂蓋等)。不斷增長(zhǎng)的專門(mén)型汽車顯示在車罩下對(duì)于穩(wěn)定性好的高性能塑料以及復(fù)合技術(shù)(金屬-塑料合成物)尤其是對(duì)于大型的車體板和機(jī)構(gòu)性元件有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/P>