汽车材料轻量化将助推车用塑料产业不断发展
時間：2016-11-25 03:44 來源：捷盈機電
汽車工業的發展同塑料工業的發展是密不可分的。近年來汽車輕量化已成為汽車材料發展的主要方向，汽車輕量化為塑料工業的發展提供了廣闊的空間。據業內專家介紹，發達國家已將汽車用塑料量的多少作為衡量汽車設計和制造水平的一個重要標志。汽車一般部件重量每減輕1%，可節油1%；運動部件每減輕1%，可節油2%。國外汽車自身質量同過去相比已減輕了20%～26%。預計在未來的10年內，轎車自身的重量還將繼續減輕20%。而塑料在汽車中的應用，使汽車輕量化成為現實。 2020年車用塑料量將達到500千克/輛 據了解，塑料件被用于汽車領域始于20世紀50年代，1959年福特汽車公司首先將聚氯乙烯溶膠應用于汽車制造業。20世紀60年代中期，已有少量的塑料件開始商業化生產。20世紀70年代合成樹脂工業的迅速發展，為其在汽車領域的應用打下了堅實的基礎。特別是20世紀80年代，轎車工業的快速發展促使車用材料也緊緊圍繞著環保、節能、安全、舒適性和低成本這五個主題展開。目前，塑料在整車重量中的比例占到10%～15%，其他各類材料的比例為鋼鐵約65%～70%，鋁約5%～10%，玻璃約2%～4%。 在過去30年內，汽車的塑料用量已從20世紀70年代初的50千克～60千克/輛上升到目前的150千克/輛，而且增長還在繼續，其增長速度之快，主要是由于塑料的特性與人們對汽車的期望要求很搭配。 業內專家介紹，從現代汽車使用的材料看，無論是外裝飾件、內裝飾件，還是功能與結構件，到處都可以看到塑料制件的影子。外裝飾件的應用特點是以塑代鋼，減輕汽車自重，主要部件有保險杠、擋泥板、車輪罩、導流板等；內裝飾件的主要部件有儀表板、車門內板、副儀表板、雜物箱蓋、座椅、后護板等；功能與結構件主要有油箱、散熱器水室、空氣過濾器罩、風扇葉片等。 目前，工業發達國家汽車塑料的用量占塑料總消費量的8%～10%。20世紀90年代，發達國家汽車平均用塑料量100千克～130千克/輛，占整車整備質量的10%左右。日本每輛車平均使用塑料100千克，占車重的12%。歐洲大部分汽車用塑料，占車重的10%左右。1996年，北美轎車的塑料平均單車用量就達到了116.5千克，2003年又增加到了142千克。 近幾年來，汽車用塑料的最大品種--聚丙烯，每年以2.2%～2.8%的速度快速增長。預計到2020年，發達國家汽車平均用塑料量將達到500千克/輛以上。 多種優勢使車用材料對塑料材質青睞有加 首先，汽車材料應用塑料的最大優勢是減輕車體的重量。"輕量化是汽車業追求的目標，塑料在此方面可以大顯其威。"業內專家肯定地講到，"一般塑料的比重在0.9～1.5，纖維增強復合材料比重也不會超過2.0，而金屬材料的比重A3鋼為7.6、黃銅為8.4、鋁為2.7。"這就使得塑料材料成為汽車輕量化的首選用材。 其次，塑料成型容易，使得形狀復雜的部件加工十分便利。例如儀表臺用鋼板加工，往往需要先加工成型各個零件，再分別用連接件裝配或焊接而成，工序較多。而用塑料可以一次加工成型，加工時間短，精度有保證。 第三，塑料制品的彈性變形特性能吸收大量的碰撞能量，對強烈撞擊有較大的緩沖作用，對車輛和乘員起到保護作用。因此，現代汽車上都采用塑化儀表板和方向盤，以增強緩沖作用。前后保險杠、車身裝飾條都采用塑料材料，以減輕車外物體對車身的沖擊力。另外，塑料還具有吸收和衰減振動和噪聲的作用，可以提高乘坐的舒適性。 第四，塑料耐腐蝕性強，局部受損不會腐蝕。而鋼材制件一旦漆面受損或者先期防腐做得不好就容易生銹腐蝕。塑料對酸、堿、鹽等抗腐蝕能力大于鋼板，如果用塑料做車身覆蓋件，十分適宜在污染較大的區域中使用。 塑料材料的第五大優勢是根據塑料的組織成分，通過添加不同的填料、增塑劑和硬化劑來制出所需性能的塑料，改變材料的機械強度及加工成型性能，以適應車上不同部件的用途要求。例如保險杠要有相當的機械強度，而坐墊和靠背就要采用柔軟的聚氨酯泡沫塑料。更方便的是塑料顏色可以通過添加劑調出不同顏色，省去噴漆的麻煩。有些塑料件還可以電鍍，如ABS塑料具有很好的電鍍性能，可用于制作裝飾條、標牌、開關旋鈕、車輪裝飾罩等。 市場細分做大車用塑料市場蛋糕 業內專家指出，目前國際汽車塑料的應用正在向技術含量高、電子化、模塊化、舒適、安全、環保性的方向發展。 首先，模塊化供貨趨勢日漸明顯。美國李爾公司已將車廂內飾件全部實現了模塊化供貨，車廂內被簡化為前座、后座、儀表板、車門襯、車門和行李箱襯等六大件。這些部件及所有電氣、機械設備都已預先裝配好，可在整車裝配線上直接安裝。 其次是電子化趨勢。例如，豪華轎車的座椅總成具備電動調整、預熱等功能，還有的具備腰部按摩功能，并逐步向經濟型轎車擴散。 第三個趨勢是準時化供貨。由于內飾可供選裝的配置在各總成中種類最多，所以內飾基本上都要與主機廠實行同步生產，準時化供貨，避免發生大量庫存。 第四個趨勢是安全和環保性。歐美對汽車塑料環保的定義是嚴格的，涉及一個產品的生命周期。也就是使用環保的原材料，在環保條件下制造生產，在使用和回收過程中不會對人的健康和環境有任何危害的產品。汽車塑料部件在選材時，要選擇塑料品種趨于集中統一，便于分類或整體回收，這是塑料回收、再生和利用的基礎。例如用回收的廢舊保險杠造粒生產儀表板、護板等，用回收的座椅泡沫材料再生后做汽車內襯；儀表板表皮用熱塑性聚烯烴，骨架用聚丙烯注塑件，填充用聚丙烯泡沫，這樣便于將來儀表板的整體回收。目前，國外各大汽車公司都成立了專門的汽車回收試驗中心。 最后，擴大塑料在汽車上的應用范圍和技術水平。開發塑料在功能件上的應用，如多功能支架、儀表板托架、發動機護板等，塑料進氣歧管等在國外汽車上得到廣泛應用；應用玻纖增強熱塑性塑料制作汽車部件，減輕汽車自重；采用先進的成型技術和設備生產汽車塑料部件，提高產品質量。