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以塑代鋼重塑汽車材料變革,會安全嗎?

發布日期:2020-05-07 作者: 點擊:

近年來,輕量化高強度塑料料在汽車中的應用不斷增多。目前,德國、美國、日本等國的汽車塑料用量已達到10%~15%,有的甚至達到了20%以上。從現代汽車使用的材料來看,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作的影子。那么隨之的問題來了,這樣的“塑料汽車”安全嗎?

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當前,世界汽車材料技術發展的主要方向是輕量化和環?;?。減輕汽車自身的重量是降低汽車排放,提高燃燒效率的最有效措施之一,據悉,汽車的自重每減少10%,燃油的消耗可降低6%~8%。為此,增加塑料類材料在汽車中的使用量,便成為降低整車成本及其重量,增加汽車有效載荷的關鍵。

近年來,為了提升市場競爭優勢,各車企紛紛研發并上馬采用了輕量化設計的車型,大幅提高塑料的使用率。寶馬2013年量產的BMWi3純電動汽車,外殼材料為塑料、底盤材料為鋁合金,與傳統同類車型相比,實現減重250~350千克。而這股以塑帶鋼的減重風在我國自主品牌中亦較為盛行。例如在轎車和輕型車中,CA7220小紅旗轎車中的塑料用量為88.33kg,上海桑塔納為67.2kg,奧迪為89.98kg,富康為81.5kg,依維柯0041則為144.5kg;在重型車中,斯太爾1491為82.25kg,斯太爾王為120.5kg。

“除輕量化外,塑料在汽車上的使用在一定程度上可降低產品成本。相對來說,塑料成型容易,使得形狀復雜的部件加工十分便利,可為工程師節省磨具和工藝的調試時間,加速產品的商業化進程,有利于降本增效?!辈牧仙a企業塞拉尼斯在接受蓋世采訪時表示。


節能環保是關鍵

塑料的應用,輕量化的推廣,主要目的是推進汽車節能減排的進程,減少對外界環境的污染。然而,由塑料所引發的車內環境污染亦不容忽視。

近年由于車內空氣污染導致或誘發的疾病呈明顯上升趨勢,已經成為危害現代人類的最大威脅之一。據北京朝陽醫院呼吸疾病教授郭兮恒介紹,車內揮發物,如苯類及甲醛,人在短時間內吸入后,會出現中樞神經系統麻醉,輕者有頭暈、頭痛、惡心、胸悶、乏力、意識模糊,嚴重者可致昏迷以致呼吸、循環衰竭而死亡。如果長期 接觸一定溶度的甲苯、二甲苯會引起慢性中毒,出現頭痛、失眠、精神萎靡、記憶力減退等神經衰弱樣癥候群。

因此,低散發材料的研發使用尤為 關鍵和迫切。事實上,一些環保原材料廠商已推出了一系列解決方案,如錦湖日麗的塑可凈?,比傳統內飾塑料散發降低60%以上;塞拉尼斯也已成功開發出一系列低散發、免噴涂材料來用作汽車內外飾件如Hostaform? XAP2 POM、Hostaform?MetaLXTM POM,其中免噴涂MetaLXTM POM在保證產品金屬光澤和質感的條件下,還具備優異的抗刮擦性能,同時減少噴涂/電鍍的設備、人工等的投入,為汽車部件的制造提供了簡易且低成本的途徑。


塑料汽車是否安全

傳統的觀念普遍認為,輕薄的產品安全系數較低。然中國汽車工程學會產業研究院運行總監王智文在接受采訪時指出,汽車并不是車越重越安全。即使汽車上使用很輕的材料,如果采取高強度的加工工藝,也能達到很輕但彈性非常好的效果,從而也就越安全?!?/span>

在強度上,工程塑料中部分并不輸于金屬,其中的聚甲醛(POM)更是有“賽鋼”之稱。該產品由塞拉尼斯發明,既有類似于金屬的強度、硬度(與PC/ABS相比,其強度高出600-700Mpa),同時具有較高的抗疲勞性、抗沖擊性、耐腐蝕性和彈性。此外,該產品在很寬的溫度和濕度范圍內都具有很好的自潤滑性和穩定性。目前已被廣泛應用汽車諸多部件,如燃油系統、保險杠支架、軸承等。

工程塑料在擁有類似金屬硬度、強度的基礎上,還兼具“柔美” 之性能,其彈性變形的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,對車輛和乘客起到保護作用。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。同濟大學汽車學院教授王宏雁表示,車身在安全性設計時希望能夠通過結構的變形吸收一部分碰撞能量,以塑料制造的車身,只要結構涉及合理,制造工藝得當,其安全性應該比金屬材料車身要好。

除了車身部件,如前述所講,工程塑料開始由小部件開始向車身大部件上拓展,如德國大陸為提高汽車駕駛安全系數,將6165A6PPS(聚苯硫醚)作為汽車用材料融入到新型汽車擋風玻璃系統中的影像裝置零件中。該公司稱,擋風玻璃安全性能的高低是衡量汽車整體功能的關鍵,6165A6PPS是一種機械性能極強的聚合物,這種混有65%玻璃和礦物纖維的增強型工程塑料能夠最大限度減少材料彎曲度,是理想的車用塑料。

在此并非夸張或強調塑料的安全性有多高,從事實來講,在部分安全部件上,塑料的確暫時無法代替金屬。以上更多是為疏導車企和消費者理念,記者在之前的走訪中了解到,目前部分車企在新車研發中承認和使用了塑料制品,然就在量產時處于銷量和安全考慮,打了退堂鼓。如果材料經過安全考核標準,卻不讓其發揮光熱,的確是件憾事。

從總體來說,汽車塑料已由普通裝飾件開始向結構件、功能件方向發展;汽車塑料材料向強度更高、沖擊性更好、超高流動的復合材料和塑料合金方向發展,然對于全塑汽車的推廣,未來還有一段長路要走,不僅僅是安全問題,還涉及到老化、回收等問題,這有待技術的進一步提高。


且隨著工程塑料硬度、強度、拉伸性能的不斷提高,塑料車窗、車門、骨架乃至全塑汽車已逐步出現,汽車塑化進程正在加快。燁泰塑料致力為以塑代鋼、以塑代銅、金屬代替材料事業做奉獻,參考觀點:車用塑料廣泛應用于內飾、外飾、汽車引擎蓋等其他部件,有助于減輕整體車重、美觀、并起到控制振動和噪音、車身保溫等功能。隨著工程塑料的不斷改良,全球乘用車產量增加以及汽車輕量化趨勢的推動,汽車對新材料的需求將會不斷增長。

本文網址:http://www.bdjoblist.com/news/412.html

關鍵詞:以塑代鋼,重塑汽車材料,工程塑料硬度

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