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　　近日，在“CPRJ車(chē)用塑料技術(shù)論壇”，眾多汽車(chē)領(lǐng)域的專(zhuān)家就汽車(chē)輕量化的發(fā)展趨勢(shì)發(fā)表了意見(jiàn)。汽車(chē)輕量化將成為未來(lái)行業(yè)發(fā)展的主要目標(biāo)，

　　輕量化的四個(gè)方向

　　浙江吉利汽車(chē)研究院有限公司NVH(噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度)及環(huán)保性能開(kāi)發(fā)部總工程師熊飛介紹了輕量化技術(shù)在吉利汽車(chē)的實(shí)踐。熊飛提出，輕量化作為一門(mén)綜合學(xué)科，與材料、安全、耐久、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、連接技術(shù)、NVH、操穩(wěn)等核心技術(shù)緊密結(jié)合，不僅實(shí)現(xiàn)汽車(chē)減重，同時(shí)兼顧產(chǎn)品功能、成本及質(zhì)量等要素。非金屬材料在汽車(chē)輕量化上的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，概況起來(lái)可以劃分為四個(gè)方向：“以塑代鋼”輕量化、模塊化與集成化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化輕量化、材料的輕量化新應(yīng)用。

　　輕量化不是空口號(hào) 汽車(chē)業(yè)已付諸實(shí)踐

　　以塑代鋼輕量化，如塑料后橫梁的最新設(shè)計(jì)方案——塑料復(fù)合材料橫梁重量?jī)H為2kg，不僅實(shí)現(xiàn)50%的減重效果，還能夠滿(mǎn)足安全性能要求。塑料翼子板的開(kāi)發(fā)也帶來(lái)諸多效益，如實(shí)現(xiàn)40%的減重效果，滿(mǎn)足特殊的翼子板造型需求，優(yōu)良的低速?zèng)_擊性能，能夠滿(mǎn)足行人保護(hù)法規(guī)要求，而且性能更優(yōu)。

　　模塊化設(shè)計(jì)、模塊化生產(chǎn)，也是眾多國(guó)內(nèi)外車(chē)企一直追求的方向之一。目前很多部件及系統(tǒng)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)模塊化生產(chǎn)，如側(cè)門(mén)系統(tǒng)、儀表臺(tái)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)等，近年，前端模塊成為車(chē)企模塊化關(guān)注熱點(diǎn)之一。熊飛介紹說(shuō)，2008年，前端模塊為全金屬結(jié)構(gòu)，超過(guò)15個(gè)零件組成，到2014年，全塑框架、局部金屬嵌件增強(qiáng)的集成化模塊前端結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)30%的減重效果，并大量減少零件，而且采用PP-LFT材料，成本低。

　　結(jié)構(gòu)優(yōu)化也帶來(lái)輕量化效果。如保險(xiǎn)杠的薄壁化開(kāi)發(fā)，常規(guī)的設(shè)計(jì)為3.0MM壁厚;采用普通的PP滑石粉材料;單件重量4~5kg，現(xiàn)在市場(chǎng)上已出現(xiàn)2.5、2.0mm壁厚。吉利采用2.5mm壁厚設(shè)計(jì)，高剛性PP材料，單件減重10-15%，總計(jì)減重0.8kg，成本降低。但是，薄壁化開(kāi)發(fā)也面臨諸多挑戰(zhàn)：減薄后產(chǎn)品的成型問(wèn)題;減薄后可能導(dǎo)致產(chǎn)品的剛性下降;減薄后導(dǎo)致的產(chǎn)品強(qiáng)度降低。需要通過(guò)提高材料熔體指數(shù)，增加流動(dòng)性，由現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)提高到30g/10min以上，解決可能充不滿(mǎn)、注射壓力大、注射溫度高等問(wèn)題;以及提高材料模量，通過(guò)技術(shù)分析，適當(dāng)?shù)奶岣邚澢Ａ?，可以解決因減薄帶來(lái)的強(qiáng)度和剛度下降問(wèn)題。

　　材料的新應(yīng)用也可實(shí)現(xiàn)輕量化，如塑料玻璃在汽車(chē)玻璃上有一定的應(yīng)用可能，塑料背門(mén)車(chē)窗比無(wú)機(jī)玻璃減重44%。

　　北汽福田汽車(chē)股份有限公司工程研究總院非金屬材料室主管工程師尚紅波介紹說(shuō)，其車(chē)型油箱基本實(shí)現(xiàn)以塑代鋼材料的優(yōu)化和切換，如歐曼GTL超能版車(chē)型油箱通過(guò)以塑代鋼減重25KG。塑料油箱總成重量為鐵油箱的1/3左右，降低了整車(chē)重量和油耗。除輕量化外，還帶來(lái)諸多好處：一次吹塑成型，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高;油箱造型自由，可以成型出形狀復(fù)雜的異形產(chǎn)品;內(nèi)外部均耐腐蝕;克服了金屬油箱不耐沖擊的缺點(diǎn);塑料油箱由于3min的阻燃性能，可在2min火中燒烤，無(wú)燃油流出，不會(huì)由于油箱的傳熱性能造成油箱爆炸;材料本身具有抗靜電性能，油箱不受靜電影響;一次成型，不受燃油腐蝕，內(nèi)部清潔度高;壽命長(zhǎng) (20年)。

　　廣汽研究院車(chē)身工程部外飾與附件科科長(zhǎng)王琛也著重介紹了前端模塊的應(yīng)用技術(shù)，他說(shuō)：“廣汽研究院已經(jīng)在A平臺(tái)首款車(chē)型中應(yīng)用前端模塊技術(shù)，并在該平臺(tái)后續(xù)車(chē)型中展開(kāi)應(yīng)用。B平臺(tái)后續(xù)車(chē)型也已經(jīng)開(kāi)始將鈑金零件替換塑料前端骨架。”王琛指，除大眾外，寶馬、通用、奔馳、雷諾、標(biāo)志等眾多歐美企業(yè)已經(jīng)成熟應(yīng)用前端模塊技術(shù)，現(xiàn)代集團(tuán)也已經(jīng)在10年前新平臺(tái)車(chē)型均采用，日系日產(chǎn)、馬直達(dá)等、自主品牌華晨、一汽奔騰、廣汽等都已經(jīng)有平臺(tái)車(chē)型應(yīng)用。今后，隨著眾多主機(jī)廠(chǎng)、產(chǎn)品供應(yīng)商、材料供應(yīng)商在此技術(shù)上的投入及應(yīng)用，該技術(shù)勢(shì)必迎來(lái)新的發(fā)展。

　　博祿汽車(chē)事業(yè)部應(yīng)用市場(chǎng)經(jīng)理孫為則介紹了輕量化創(chuàng)新材料解決方案，博祿首先通過(guò)五步法保證材料的環(huán)保性能，降低VOC排放，主要是原材料選擇、配方設(shè)計(jì)、改性工藝、后處理、與客戶(hù)的合作共享。通過(guò)博祿綠色材料的應(yīng)用和相關(guān)的設(shè)計(jì)，幫助車(chē)企實(shí)現(xiàn)輕量化。他舉例說(shuō)，大眾高爾夫7上的儀表盤(pán)使用了博祿材料后，與原設(shè)計(jì)相比減輕了0.5KG，其他性能也得到優(yōu)化。

　　創(chuàng)新工藝

　　新材料的應(yīng)用最終離不開(kāi)工藝的創(chuàng)新，當(dāng)前，玻纖、碳纖增強(qiáng)熱塑性材料在汽車(chē)的應(yīng)用也是一大熱門(mén)話(huà)題。阿博格機(jī)械(上海)有限公司工藝部高級(jí)工程師陳遙針對(duì)這一話(huà)題介紹了長(zhǎng)玻纖直接注塑工藝。

　　阿博格這一技術(shù)最大的特點(diǎn)是：伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的送料裝置將纖維直接送入熔化的塑料，并將連續(xù)纖維切成15-50毫米長(zhǎng)度，設(shè)備配有兩級(jí)螺桿：熔化塑料粒料;送入纖維，均勻混合。應(yīng)用這一工藝，所有普通的塑料都能隨意調(diào)配玻纖增強(qiáng)配方;還具有投資成本低：2500KN及以上鎖模力的標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)即可;靈活機(jī)動(dòng)：任何時(shí)候都可轉(zhuǎn)換成普通的料筒進(jìn)行注塑成型;快速整合：由于側(cè)邊送料裝置的封閉結(jié)構(gòu),可廣泛的應(yīng)用在各種ALLROUNDER上;高彈性輕量化產(chǎn)品：使用機(jī)器人埋入有機(jī)板進(jìn)行自動(dòng)化注塑生產(chǎn)。

　　德國(guó)Kiefel公司汽車(chē)/家電事業(yè)部總監(jiān)安德列亞斯·弗里希介紹了公司應(yīng)用于汽車(chē)內(nèi)飾表面裝飾的技術(shù)，如真空復(fù)合設(shè)備和壓力復(fù)合設(shè)備，前者包括KL-series單工位KL系列、多工位KLS與KLV系列以及旋轉(zhuǎn)工位KDT系列熱成型機(jī)，后者典型應(yīng)用包括門(mén)板插件、門(mén)扶手、門(mén)上護(hù)板、中控臺(tái)、行李箱襯板、各類(lèi)覆蓋件、儀表板等。

　　他說(shuō)：“作為熱成型系統(tǒng)供應(yīng)商，我們提供從協(xié)助產(chǎn)品設(shè)計(jì)到最終成品整個(gè)過(guò)程的服務(wù)，并專(zhuān)注于效率提升和高品質(zhì)模具的設(shè)計(jì)和制造迎合高產(chǎn)量汽車(chē)內(nèi)飾件的要求，并將材料消耗降到最低。”作為熱成型設(shè)備行業(yè)的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者，KIEFEL從60年代早期就開(kāi)始生產(chǎn)真空復(fù)合設(shè)備及模具。

　　汽車(chē)輕量化不是口號(hào)，目前許多汽車(chē)生產(chǎn)商都將這一理念付諸于實(shí)踐，相信，不久的將來(lái)輕量化汽車(chē)將為人們提供更便捷的出行。