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(jī)電
汽車工業(yè)的發(fā)展同塑料工業(yè)的發(fā)展是密不可分的。近年來汽車輕量化已成為汽車材料發(fā)展的主要方向，汽車輕量化為塑料工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹，發(fā)達(dá)國家已將汽車用塑料量的多少作為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平的一個重要標(biāo)志。汽車一般部件重量每減輕1%，可節(jié)油1%；運(yùn)動部件每減輕1%，可節(jié)油2%。國外汽車自身質(zhì)量同過去相比已減輕了20%～26%。預(yù)計(jì)在未來的10年內(nèi)，轎車自身的重量還將繼續(xù)減輕20%。而塑料在汽車中的應(yīng)用，使汽車輕量化成為現(xiàn)實(shí)。 2020年車用塑料量將達(dá)到500千克/輛 據(jù)了解，塑料件被用于汽車領(lǐng)域始于20世紀(jì)50年代，1959年福特汽車公司首先將聚氯乙烯溶膠應(yīng)用于汽車制造業(yè)。20世紀(jì)60年代中期，已有少量的塑料件開始商業(yè)化生產(chǎn)。20世紀(jì)70年代合成樹脂工業(yè)的迅速發(fā)展，為其在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。特別是20世紀(jì)80年代，轎車工業(yè)的快速發(fā)展促使車用材料也緊緊圍繞著環(huán)保、節(jié)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(nèi)，汽車的塑料用量已從20世紀(jì)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(xù)，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(yè)內(nèi)專家介紹，從現(xiàn)代汽車使用的材料看，無論是外裝飾件、內(nèi)裝飾件，還是功能與結(jié)構(gòu)件，到處都可以看到塑料制件的影子。外裝飾件的應(yīng)用特點(diǎn)是以塑代鋼，減輕汽車自重，主要部件有保險(xiǎn)杠、擋泥板、車輪罩、導(dǎo)流板等；內(nèi)裝飾件的主要部件有儀表板、車門內(nèi)板、副儀表板、雜物箱蓋、座椅、后護(hù)板等；功能與結(jié)構(gòu)件主要有油箱、散熱器水室、空氣過濾器罩、風(fēng)扇葉片等。 目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國家汽車塑料的用量占塑料總消費(fèi)量的8%～10%。20世紀(jì)90年代，發(fā)達(dá)國家汽車平均用塑料量100千克～130千克/輛，占整車整備質(zhì)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(dá)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(yù)計(jì)到2020年，發(fā)達(dá)國家汽車平均用塑料量將達(dá)到500千克/輛以上。 多種優(yōu)勢使車用材料對塑料材質(zhì)青睞有加 首先，汽車材料應(yīng)用塑料的最大優(yōu)勢是減輕車體的重量。"輕量化是汽車業(yè)追求的目標(biāo)，塑料在此方面可以大顯其威。"業(yè)內(nèi)專家肯定地講到，"一般塑料的比重在0.9～1.5，纖維增強(qiáng)復(fù)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(fù)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(qiáng)烈撞擊有較大的緩沖作用，對車輛和乘員起到保護(hù)作用。因此，現(xiàn)代汽車上都采用塑化儀表板和方向盤，以增強(qiáng)緩沖作用。前后保險(xiǎn)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(qiáng)，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(qū)域中使用。 塑料材料的第五大優(yōu)勢是根據(jù)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(jī)械強(qiáng)度及加工成型性能，以適應(yīng)車上不同部件的用途要求。例如保險(xiǎn)杠要有相當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)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(diào)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(biāo)牌、開關(guān)旋鈕、車輪裝飾罩等。 市場細(xì)分做大車用塑料市場蛋糕 業(yè)內(nèi)專家指出，目前國際汽車塑料的應(yīng)用正在向技術(shù)含量高、電子化、模塊化、舒適、安全、環(huán)保性的方向發(fā)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(nèi)飾件全部實(shí)現(xiàn)了模塊化供貨，車廂內(nèi)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(jī)械設(shè)備都已預(yù)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(diào)整、預(yù)熱等功能，還有的具備腰部按摩功能，并逐步向經(jīng)濟(jì)型轎車擴(kuò)散。 第三個趨勢是準(zhǔn)時化供貨。由于內(nèi)飾可供選裝的配置在各總成中種類最多，所以內(nèi)飾基本上都要與主機(jī)廠實(shí)行同步生產(chǎn)，準(zhǔn)時化供貨，避免發(fā)生大量庫存。 第四個趨勢是安全和環(huán)保性。歐美對汽車塑料環(huán)保的定義是嚴(yán)格的，涉及一個產(chǎn)品的生命周期。也就是使用環(huán)保的原材料，在環(huán)保條件下制造生產(chǎn)，在使用和回收過程中不會對人的健康和環(huán)境有任何危害的產(chǎn)品。汽車塑料部件在選材時，要選擇塑料品種趨于集中統(tǒng)一，便于分類或整體回收，這是塑料回收、再生和利用的基礎(chǔ)。例如用回收的廢舊保險(xiǎn)杠造粒生產(chǎn)儀表板、護(hù)板等，用回收的座椅泡沫材料再生后做汽車內(nèi)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(yàn)中心。 最后，擴(kuò)大塑料在汽車上的應(yīng)用范圍和技術(shù)水平。開發(fā)塑料在功能件上的應(yīng)用，如多功能支架、儀表板托架、發(fā)動機(jī)護(hù)板等，塑料進(jìn)氣歧管等在國外汽車上得到廣泛應(yīng)用；應(yīng)用玻纖增強(qiáng)熱塑性塑料制作汽車部件，減輕汽車自重；采用先進(jìn)的成型技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)汽車塑料部件，提高產(chǎn)品質(zhì)量。