薄型和不锈钢轴承，可减轻车辆重量并节省成本

根据麦肯锡公司的轻量级、重冲击报告，在最新的飞机和汽车设计中使用更轻的材料对于减少这些车辆产生的二氧化碳排放至关重要。但轻量化给制造商带来了设计和成本挑战，以及可持续性优势。

长期以来，设计工程师一直在考虑更轻的设计，特别是与使用更轻的材料有关的设计。这尤其适用于航空航天，例如，正如Sofia Scataglini和Gunther Paul编辑的《DHM和Posturography》中所写，飞机内部首选轻质设计和材料，不仅“可以在不影响乘客舒适度的情况下减轻重量，甚至可以在增加舒适度的同时”，还可以节省燃料成本。

轻量级的概念并不新鲜。但这一概念在节省燃料、成本和效率方面的更广泛影响，使其在工程师的优先事项列表中排名更高ꟷ 尤其是在各国政府大幅增加可持续发展努力的情况下，包括使用更先进的制造理念来减少二氧化碳排放。

虽然可持续发展的优势显而易见，但“轻量级”究竟是什么？工业软件公司nTopology对轻量化的描述如下：“‘少花钱多办事’是轻量化的主要目的，但轻量化的好处不仅仅是减少材料。在设计阶段和最终产品使用时，轻量化的设计可以获得许多好处。”

设计创新

虽然铝等较轻的金属非常有益，但轻量化不仅仅是简单地选择重量较轻的材料ꟷ 尤其是像球墨铸铁（NCI）这样的较重金属在航空航天和汽车制造中仍然非常依赖。相反，无论使用什么材料，制造商都必须设计出重量更高效的工程零件。

P.K.Mallick在《轻型车辆的材料、设计和制造》一书中写道：“车辆的轻型设计可以通过多种不同的方式实现。”，“包括材料替代、规格厚度减少、重新设计零件形状和尺寸、消除多余零件以及在不牺牲整体结构完整性或功能的情况下将几个零件合并为一个或两个。”

有几个使用碳纤维来减轻重量的例子。一种是在波音787梦想客机中使用碳纤维增强塑料，另一种是宝马Project I电动汽车（EV）的碳纤维支撑结构。

后一个例子尤其相关，因为主要的汽车制造商从传统的内燃机（ICE）转向电池驱动的电动汽车，并且正在竞相制造更轻、更高效的汽车，以最大限度地提高每次充电的续航里程。这种需求不仅产生了对新材料和设计工程概念的需求ꟷ 但也适用于更轻、更小的轴承。

汽车轴承

在航空航天和汽车应用中对更轻、更小的轴承的需求越来越大。即使轴承部件很小，它们也会对车辆的效率产生重大影响。例如，《重量轻、冲击大》引用了空客A340水平尾翼使用碳纤维轴承的例子，使其重量减轻了50%，成本降低了30%。

后一个优势至关重要，因为正如麦肯锡公司的报告中所提到的，“原始设备制造商将直接面临利润率的威胁，并可能不得不应对目前无法完全预料的额外挑战成本，如维修和维护。”

与此同时，在电动汽车中，更好地选择轴承有助于提高电动汽车传动系的效率，使汽车在相同的充电条件下行驶得更远。

汽车轴承也必须承受很大的应力，磨损和撕裂，这取决于应用。一个特定的应用是电动汽车的节气门，轴承对于阀门进入正确的空气量至关重要。有必要找到一种能够应对极端高温、节气门快速运动和高振动水平的轴承。

因此，谨慎选择汽车轴承是至关重要的。建议使用专业的高质量不锈钢轴承。440级不锈钢轴承提供了出色的负载和速度额定值，并实现了平稳、流畅的运动。它们适用于高达300摄氏度的温度，而316不锈钢可以应对更高的温度。

轻量化趋势为制造商提供了真正的机会，在新材料的基础上创造新的设计和概念。为此，设计人员应认真考虑薄截面和不锈钢轴承。

轻量化将是制造商未来成本竞争力的关键ꟷ 以及减少未来飞机和汽车排放的二氧化碳。

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