發(fā)達(dá)國(guó)家將汽車(chē)用塑料量作為衡量汽車(chē)設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志,目前德國(guó)汽車(chē)用量最多,占整車(chē)用料的15%以上。除英國(guó)路虎外,蘭博基尼、奔馳SLR、寶馬i系等眾多車(chē)型大范圍地采用更為先進(jìn)的車(chē)用工程塑料。甚至有專(zhuān)家預(yù)言,未來(lái)新材料的創(chuàng)新應(yīng)用可能顛覆傳統(tǒng)汽車(chē)。
霧霾、節(jié)能減排及更加嚴(yán)格的油耗法規(guī),國(guó)內(nèi)車(chē)企們都不遺余力地開(kāi)發(fā)汽車(chē)輕量化技術(shù)。眾所周知,汽車(chē)輕量化主要體現(xiàn)在汽車(chē)優(yōu)化設(shè)計(jì)、合金材料及非金屬材料應(yīng)用上,其依次為汽車(chē)的輕量化減重10%~15%、30%~40%、45%~55%。鄭愷告訴記者,工程塑料等非金屬材料的“減重”效果明顯,其用在汽車(chē)上主要作用是使汽車(chē)輕量化。目前,越來(lái)越多的汽車(chē)部件開(kāi)始采用工程塑料替代金屬制件。
車(chē)用工程塑料應(yīng)用逐年上升
“一般塑料的比重在0.9~1.6,玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料的比重也不會(huì)超過(guò)2.0,而A3鋼為7.6,黃銅為8.4,鋁為2.7。這就使得塑料成為汽車(chē)輕量化的首選材料。使用塑料可以減輕零部件約40%的重量,同時(shí)其成本也可以大幅度降低?!?月4日,北汽福田工程研究總院材料工程所工程師高嵩接受采訪時(shí)表示。
北京市化學(xué)工業(yè)研究院研發(fā)中心總工程師錢(qián)志國(guó)介紹,以塑料件代替金屬材料部件,不僅能夠減輕車(chē)重,降低燃油消耗和排放,還可以提高汽車(chē)的動(dòng)力、舒適性及安全性,所以其廣泛應(yīng)用在汽車(chē)動(dòng)力及底盤(pán)系統(tǒng)、內(nèi)外裝飾件、汽車(chē)電子等部件上。
高嵩介紹,聚酰胺(PA)材料主要應(yīng)用于動(dòng)力、底盤(pán)零部件及結(jié)構(gòu)件,約占整車(chē)塑料的20%;聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和熱塑性聚酯等材料主要應(yīng)用于電子電器零部件及結(jié)構(gòu)件,約占整車(chē)塑料的15%左右。改性聚苯醚(PP)和ABS工程塑料及其合金材料主要應(yīng)用于內(nèi)外飾零部件,隨著車(chē)型檔次提高,工程塑料應(yīng)用增加,ABS及其合金應(yīng)用比例增加。她還介紹了工程塑料在汽車(chē)上應(yīng)用的一些優(yōu)勢(shì),比如采用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料代替金屬外裝飾件,可以減輕外部物體(包括行人)對(duì)車(chē)身的沖擊力;塑料制品還具有吸收和衰減振動(dòng)和噪聲的能力,可以提高乘坐的舒適性;用塑料做車(chē)身覆蓋件十分適宜在污染嚴(yán)重的地區(qū)使用;鋼材制件如果漆面受損或者先期防腐做得不好就容易生銹腐蝕金屬,但是汽車(chē)塑料耐腐蝕性強(qiáng)。塑料對(duì)酸、堿、鹽等抗腐蝕能力大于鋼板。此外,用塑料件替代金屬制件,其成本可降低30%~40%。
國(guó)內(nèi)車(chē)用工程塑料研究應(yīng)加速
工程塑料優(yōu)勢(shì)眾多,深受歐美汽車(chē)企業(yè)重視,且應(yīng)用廣泛。據(jù)悉,在發(fā)達(dá)國(guó)家,每輛汽車(chē)塑料用量從上世紀(jì)90年代的100~130kg上升到2004年的152kg和2006年的174kg,現(xiàn)在用量是230kg。高嵩介紹,國(guó)外汽車(chē)品牌現(xiàn)在已經(jīng)大規(guī)模使用塑料復(fù)合材料(主要是玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料如:長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性材料(LFT)等)和高性能的工程塑料等,而國(guó)內(nèi)自主品牌汽車(chē)在塑料復(fù)合材料上的應(yīng)用(重量占比)卻相對(duì)較少。這也反映了我們整車(chē)輕量化技術(shù)水平的差距。