這些年,汽車工程塑料在汽車中的運用不斷增多。當前,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。從現代汽車運用的資料來看,無論是外裝修件、內裝修件,仍是功能與結構件,處處都可以看到塑料制造的影子。且跟著工程塑料硬度、強度、拉伸功能的不斷提高,塑料車窗、車門、骨架甚至全塑汽車已逐漸呈現,汽車塑化進程正在加速。
應輕量化大勢所趨
當前,世界汽車材料技術發展的主要方向是輕量化和環保化。減輕汽車自身的重量是降低汽車排放,提高燃燒效率的有效措施之一,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67.2 kg,奧迪為89.98 kg,富康為81.5 k g,依維柯0041則為144.5 kg;在重型車中,斯太爾1491為 82.25kg,斯太爾王為120.5 kg。
“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。”材料生產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。
據悉,2015年國家將出臺車內空氣質量強制性標準,這對整車廠及零部件供應商、材料生產商提出了更高的要求,未來將會有更多低散發材料產品推出,給車內一片清潔將不再是一句口號。
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。”
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。