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車用熱塑性復(fù)合材料輕量化技術(shù)趨勢(shì)

發(fā)布時(shí)間:2013-08-20 來源: 環(huán)球塑化網(wǎng) 專題: 材料研發(fā) 打印

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  汽車材料技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)主要方向是使汽車輕量化,減輕汽車自身重量是降低汽車排放、提高燃油效率的最有效措施之一。汽車的自身重量每減少10%,燃油的消耗可降低6%~8%。預(yù)計(jì)未來10年內(nèi),轎車自身重量還將繼續(xù)減輕20%。除了高強(qiáng)度鋼材和鋁鎂合金的使用,汽車輕量化最重要的手段是新型輕量化塑料材料的開發(fā)與應(yīng)用,目前“以塑代鋼”已經(jīng)從汽車結(jié)構(gòu)件擴(kuò)展到整個(gè)汽車的內(nèi)外飾件。 在內(nèi)飾材料中,一個(gè)顯著的趨勢(shì)是LFT材料的應(yīng)用。LFT是英文“Long-FiberReinforceThermoplastic”的簡(jiǎn)稱,中文譯為長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料,又習(xí)慣稱之為長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料,它是纖維增強(qiáng)聚合物領(lǐng)域的一種新型高級(jí)輕量化材料。據(jù)最新統(tǒng)計(jì),汽車行業(yè)的LFT消耗量約占世界LFT行業(yè)總消耗量的80%。其中,歐美LFT消耗量大約占95%(歐洲占80%,美國(guó)占15%)。LFT材料目前在汽車內(nèi)飾應(yīng)用最多的是PP長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)材料,主要應(yīng)用于軟質(zhì)儀表板骨架。長(zhǎng)玻纖材料不僅具有良好的剛性和強(qiáng)度,而且其抗沖擊強(qiáng)度也遠(yuǎn)比過去的短玻纖填充材料高。這種玻纖增強(qiáng)材料已開始在汽車門內(nèi)模塊內(nèi)大量使用,以取代過去的鋼鐵。因?yàn)殚L(zhǎng)玻纖增強(qiáng)材料不僅可以降低整個(gè)零件的重量,而且其設(shè)計(jì)自由度大幅提高,從而方便了工程人員的設(shè)計(jì)。內(nèi)飾件的薄壁化也會(huì)減輕汽車的重量,目前內(nèi)飾部件的平均壁厚已從過去的3mm減少到現(xiàn)在的2.2mm左右,而且還有更薄的趨勢(shì)。由于薄壁化需要材料具有更高的模量和流動(dòng)性,因此從長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)材料在更加輕薄內(nèi)飾件中將會(huì)得到更多的應(yīng)用。這里順便提及的是,通過結(jié)合高低溫冷熱成型(heatandcold)技術(shù),長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)材料還能夠更好地實(shí)現(xiàn)在零件A級(jí)面上的使用。例如,對(duì)于儀表板除霧格柵產(chǎn)品,采用PBT/ASA+15%GF的材料替代傳統(tǒng)的PC/abs材料,不需要二次噴涂,就可直接通過材料和模具實(shí)現(xiàn)啞光的效果。 在外飾材料中,“以塑代鋼”的案例更多,保險(xiǎn)杠的前端模塊近幾年開始使用PP長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)材料;保險(xiǎn)杠緩沖梁則由PC/PBT材料替代過去的鋼鐵材料;一些SUV車型上的行李支架越來越多的由工程塑料制成;可以和白車身一起進(jìn)行電泳涂裝的PA/PPE材料目前也已經(jīng)開始應(yīng)用在翼子板上,如東風(fēng)標(biāo)致雪鐵龍的多款車型都采用了這種塑料翼子板。值得注意的是,使用塑料翼子板的趨勢(shì)在汽車行業(yè)已越來越明顯。 在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)周邊零件中,“以塑代鋼”的趨勢(shì)則更為顯著,包括進(jìn)氣歧管、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋及油箱等諸多零件。這些零件通常采用的材料以尼龍玻纖填充材料為主。

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