塑料应用之汽车塑料的发展趋势

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1、塑料应用之汽车塑料的发展趋势国内外汽车制造业正掀起一场革命，但都朝着高能源效率，高安全标准和高品质的设计方向发展。汽车的普及、保有量的快速增长和城市化进程的快速实施，导致道路拥挤不堪、道路交通事故频发，噪音和废气对环境的污染等等，成为困扰人类生存环境的严重问题。人类面临着石油资源的匮乏，自然环境的破坏，生态变化的危机。因此，社会对汽车制造业提出了要求：安全、节能、环保！高品质设计满足高标准要求实现节省资源、环保和节能降耗的目标，必须从整车设计方面入手。从降低能耗的要求分析，可以通过：采用体积更小、品质更轻、功率更大、耗油量更低、废气排放污染更少、技术更先进的发动机；开发

2、传动效率更高的动力传动系统；改善车身的形状；减小空气阻力；改善底盘的结构；提高整体性能。其中车身和底盘部分在汽车总品质中所占比例比较大，可改善空间大。除此之外，还必须考虑采用新型材料来降低整车的品质，从而减少燃油消耗和废气排放。坚持高品质设计是汽车工业发展的重要途径，汽车是一个复杂的机械产品，由功能各不相同的几个基础部分、几千个零部件组成，使用的材料种类也高达上百种。所以，在设计过程中应该首先坚持轻量化、减量化，同时还必须考虑回圈经济和环保问题。汽车轻量化，是指在保证汽车强度和安全性能的前提下，尽可能地减轻汽车的整车品质。首先要从汽车结构的合理设计开始，充分考虑到新材料

3、（包括轻量化材料）的应用。现代汽车工业设计，几乎全部采用了CAD/CAE/CAM技术，可利用FEA有限元分析功能来分析部件结构的运动行为、应力分布，并对生成的相关资料进行工程分析与刚度和强度计算，对局部进行优化及强化设计，达到轻量化的目的。减量化是一种颠覆传统设计理念的革命性设计手段，并不是单纯的以减轻车身品质作为最终目标，它要从结构方面考虑，本着功能集中的设计原则，尽最大可能的减少零部件的数量，减小零部件体积和外部尺寸，使结构更加紧凑；从而达到在符合各种法规和标准的前提下，在不影响整体性能的情况下，达到节能、环保、回圈经济的目的。减量化是高品质设计中的核心组成部分，要

4、求必须从采用全新的形状优化设计方法、先进的控制技术、轻量化车身、新型高强度轻型材料、减少零部件数量、优化结构和提高工艺方面开始。形状优化设计法，是基於生物学增长规律的设计方法，既可减少车身部件数量，又可减轻零件品质，还可延长零件的使用寿命。采用形状优化设计的车型零件数可以从400个减少到少於100个，品质减轻25～30％，最多可使装车品质降低500kg左右。由此，可看出这种设计的巨大潜力。新型轻质材料在汽车轻量化过程中的重要性汽车常用的轻量化材料有：高强度钢、铝镁合金、塑料及聚合物材料、树脂基复合材料、碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。虽然钢铁材料仍在结构材料中保持主

5、导地位，但比例逐年下降，铝镁合金、工程塑料、复合材料等材料比例逐渐增加。“以塑代钢”已成为汽车工业发展的趋势，可以做到从汽车结构件扩展到整个汽车的内外饰件。从结构材料和功能材料的角度以及物理性能指标等方面分析，塑料及复合材料无疑是最佳的汽车轻量化材料，也是实现轻量化的重要途径之一。塑料在汽车上的应用塑料是汽车上应用最广泛的轻质材料。它是以合成树脂为基体，加入不同的添加剂并在一定的温度、压力的作用下，塑造成各种形状制品的高分子材料。塑料的种类繁多，按热性能分为热固性和热塑性两类；按应用范围又可分为通用塑料、工程塑料、高性能工程塑料。塑料几乎可以应用在汽车上的所有总成，行业

6、内习惯将它们分为内装（饰）件、外装件和功能件（其他结构件）。可以对汽车安全性、舒适性、轻量化、回收利用等的提升给予了较大的技术支援。目前使用量最大的汽车塑料有PP（聚丙烯）、PUR（聚氨酯）、PVC（聚氯乙烯）、ABS、PA（聚醯胺或称尼龙）和PE（聚乙烯）。随着现代化塑料工业的发展，高性能工程塑料也越来越多的在汽车上应用。工程塑料和高性能工程塑料工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的可作为结构材料的塑料。工程塑料的主要特性是：密度小；比强度高；化学稳定性好电绝缘性优良；耐磨，具自润滑性，可减低摩擦系数；耐热性和

7、尺寸稳定性高；抗冲击、抗疲劳性能优良。工程塑料除了具备这些优异的性能，还可以采用通常的塑料加工方法加工成各种制品。广泛应用於汽车上。近年来，工程塑料主要是通过增韧技术，嵌段共聚或几种聚合物混炼成为高分子共混物，以增加品种和改进性能，使其抗冲击强度更接近金属。它与通用塑料并没有明显的界线，工程塑料最常见的种类主要有：聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚醯胺（PA，俗称尼龙）、热塑料性聚酯（PET、PBT）改性聚苯醚（PPO）等。特种工程塑料是指综合性能更高，长期使用温度在150℃以上的工程塑料。它具有：化学性能稳定，自润滑性能良好，硬度、