車用塑料發(fā)展方向及空間探討

據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的消息，2015年1-7月，中國汽車產(chǎn)銷都超過1300萬輛，比上年同期略有增長，但月度累計(jì)增幅繼續(xù)回落。在整個(gè)汽車市場發(fā)展后勁不足的情況下，國產(chǎn)品牌企業(yè)逆勢向上。1-7月，中國品牌乘用車銷量為467.88萬輛，同比增長13.6%；市場份額41.2%，同比提高3.7%。

塑料橡膠作為現(xiàn)代汽車工業(yè)重要的基礎(chǔ)材料之一，因其輕量化、易加工、可回收等特性，受到汽車廠商的青睞，由此帶動(dòng)車用塑料相關(guān)材料及工藝市場的繁榮。當(dāng)前車用塑料市場有哪些發(fā)展熱點(diǎn)？整車廠對材料或工藝有哪些新訴求？本文就這些話題釆訪了行業(yè)專家及車廠專家，其中部分嘉賓將出席11月5-6日于鄭州召開的“第五屆CPRJ車用塑料技術(shù)研討會(huì)暨展示會(huì)”，并就相關(guān)主題做精彩報(bào)告。

陳一龍：玻纖增強(qiáng)材料發(fā)展空間大

關(guān)于車用塑料，中國汽車工程學(xué)會(huì)專家主任陳一龍談了四點(diǎn)：一、塑料很重要，在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣，帶來的輕量化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等好處也很多；二、目前玻纖增強(qiáng)的發(fā)展余地還很大，在輕量化成本以及工藝方面都較成熟；三、碳纖維的大規(guī)模應(yīng)用還不成熟，與航空航天相比，碳纖維輕量化帶來的燃油效率沒那么顯著，因此需求也沒那么迫切，任何新材料工藝的應(yīng)用都要與行業(yè)發(fā)展的具體實(shí)際結(jié)合；四、碳纖維的大量利用要釆用全新的工藝，現(xiàn)有汽車制造工藝全部推翻涉及的成本高，但碳纖維的優(yōu)勢不容忽視，行業(yè)要繼續(xù)關(guān)注。

就材料本身而言，鋁的比重是2.7 g/cm3以上，鎂合金的比重為1.8g/cm3，與塑料一樣都進(jìn)入了1字陣容，而且中國是一個(gè)鎂資源豐富的國度，因此鎂合金的發(fā)展也十分值得關(guān)注。總之，未來車用材料輕量化將是各種材料、工藝競爭的過程。

季君暉：新能源車對輕量化需求更大

工程塑料國家工程研究中心主任季君暉表示：塑料在汽車上的應(yīng)用已較為成熟，相對而言，高性能塑料的應(yīng)用是目前研究的重點(diǎn)。例如，高性能尼龍、特種工程塑料等，應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)周邊以及齒輪等機(jī)械零部件上，替代金屬材料，實(shí)現(xiàn)輕量化。其中，齒輪的替代目前在國內(nèi)還處于研究階段，但在國外已應(yīng)用到概念車上。

新能源車因?yàn)槔m(xù)航里程的原因?qū)φ囕p量化要求高，而且其發(fā)動(dòng)機(jī)溫度更低，周邊環(huán)境對工程塑料的應(yīng)用提供了更寬松的條件。因此，相對燃油車，輕量化材料未來在新能源車上的應(yīng)用將更快，范圍更廣。

工程塑料國家工程研究中心隸屬于中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所，長期致力于工程塑料的研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，是國內(nèi)最高水平的高分子材料產(chǎn)業(yè)化基地之一。

喻常青：VOC強(qiáng)標(biāo)有望明年落地

業(yè)界傳得沸沸揚(yáng)揚(yáng)即將轉(zhuǎn)為國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的GB/T27630《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)指南》的修訂工作仍在進(jìn)行中，作為《指南》主要起草單位、大眾汽車（中國）高級專家喻常青表示：“成為強(qiáng)標(biāo)是國家這次修訂的目標(biāo)之一，修訂工作將于明年完成。”

國家環(huán)保部于2004年立項(xiàng)制定乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，2007年12月發(fā)布了檢測方法，2011年10月27日推出了《乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)指南》。經(jīng)過3年多的推廣，隨著人們對車內(nèi)環(huán)境要求的提升，《指南》升級為強(qiáng)標(biāo)的環(huán)境逐漸成熟。

《指南》主要對影響車內(nèi)空氣質(zhì)量可能存在的8種揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）進(jìn)行控制。喻先生說，開展車內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)以來，感受最深的是國內(nèi)乘用車內(nèi)空氣質(zhì)量相對比較安全，并沒有外界想象中的差。其中，就毒性最大的兩種物質(zhì)——苯和甲醛來說，絕大部分品牌的車實(shí)際上都已能滿足國家對居住房屋的要求。

通過目前的檢測方法所測量的數(shù)據(jù)，基本能反映人們下班后將車停入車庫，及第二天早上將要進(jìn)入車內(nèi)時(shí)的車內(nèi)空氣質(zhì)量狀況。喻先生說，車在行駛過程中并不是密不透風(fēng)的，即使不開窗和通風(fēng)，車內(nèi)外空氣也是有流通的，所以駕乘人員承受按本辦法所檢測出來的危害性的可能性基本不存在。車內(nèi)VOC受很多因素影響，最主要的因素包括車內(nèi)所使用的材料、車齡等，即使是同一批車次也可能因?yàn)槭褂貌煌瘟悴考鴮?dǎo)致車內(nèi)揮發(fā)物的狀況存在差異。而且由檢測方法本身所決定，數(shù)據(jù)重復(fù)性存在一定的波動(dòng)。

另外，盡管異味與毒性不能劃等號，但異味確實(shí)會(huì)給人帶來不舒適的感覺。未來汽車廠家對氣味和毒性的控制和要求只會(huì)越來越高。因此，材料供應(yīng)商必須努力為汽車內(nèi)飾件提供低VOC散發(fā)、無異味的合格產(chǎn)品。

熊飛：輕量化究竟為哪般？

吉利汽車研究院總工程師熊飛從事汽車輕量化研究工作多年，對輕量化工作提出了自己獨(dú)到的見解：做輕量化不能局限于材料，而是要與汽車的設(shè)計(jì)結(jié)合，整車廠的材料部門也要參與到整車設(shè)計(jì)中，方能有效的推動(dòng)新材料、新工藝及傳統(tǒng)材料與工藝的應(yīng)用。否則，依靠單純的材料替換推動(dòng)輕量化技術(shù)的應(yīng)用會(huì)非常困難。材料部門在主機(jī)廠的話語權(quán)非常有限。

輕量化技術(shù)的順利開展也是正向設(shè)計(jì)能力的體現(xiàn)：性能驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)設(shè)定目標(biāo)，目標(biāo)中就包括重量的設(shè)計(jì)，輕量化僅僅通過材料的研究或材料部門往往難以推進(jìn)，必須要密切結(jié)合設(shè)計(jì)與工藝。換言之，性能與設(shè)計(jì)是汽車的根本，材料要圍繞這兩點(diǎn)來開發(fā)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)輕量化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更好的燃油效率以及整車的性能屬性。

他舉例說，即使碳纖維價(jià)格與鋼一樣便宜，中國的汽車廠商能生產(chǎn)出寶馬i3嗎？i3的價(jià)值不僅是車身結(jié)構(gòu)和框架釆用碳纖維，其核心技術(shù)還有碳纖維結(jié)構(gòu)件之間的連接技術(shù)，以及關(guān)鍵零部件的制造工藝技術(shù)如高性能薄壁鋁合金鑄造等，所以說，車用材料的開發(fā)一定要與汽車的設(shè)計(jì)、工藝等結(jié)合。

熊飛先后在澳工業(yè)創(chuàng)新研究所、新加坡南洋理工大學(xué)、江淮汽車、長城汽車等任研究員、技術(shù)總監(jiān)、副院長等，并創(chuàng)建長城輕量化設(shè)計(jì)中心，現(xiàn)在擔(dān)任吉利汽車研究院總工程師，對于輕量化技術(shù)有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。

任鵬：商用車輕量化空間很大

CPRJ：目前北汽福田更青睞哪幾類材料來實(shí)現(xiàn)減重？

任鵬：一類是輕質(zhì)材料，如鋁合金、鎂合金、工程塑料、復(fù)合材料等；另一類是高強(qiáng)度材料，如高強(qiáng)度鋼和高強(qiáng)度不銹鋼。比較不同材料的性能，考慮到其性價(jià)比，每種材料都具有自身特有的潛力、用途和優(yōu)勢。從非金屬材料來看，長玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，及改性的低密度、微發(fā)泡、薄壁化塑料材料，是目前研究的熱點(diǎn)。

CPRJ：請列舉1-2個(gè)北汽福田在輕量化方面的成功應(yīng)用案例？

任鵬：通過高強(qiáng)鋼、輕質(zhì)合金、以塑代鋼等應(yīng)用，福田歐輝BJ6129U8BKB雙風(fēng)擋車型，整車質(zhì)量為13.2t，比基礎(chǔ)車型降重五百多千克。福田歐曼GTL超能版車型整車質(zhì)量為8949.6kg，與基礎(chǔ)車型相比重量減輕了550.8kg。

CPRJ：輕量化未來空間在哪里？

任鵬：在輕量化技術(shù)研究上，乘用車開展較早，在技術(shù)應(yīng)用及評價(jià)規(guī)范建立上，乘用車已相對較為成熟，商用車則相對滯后。對于福田來講，商用車的輕量化仍具有很大空間，商用車的車身、車輪、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、車橋以及車廂的輕量化正在逐步凸顯。因此，未來要加快商用車的輕量化步伐，現(xiàn)有的乘用車輕量化用材及工藝，可以為后續(xù)商用車輕量化提供技術(shù)積累和方向 。

CPRJ：ELV法規(guī)實(shí)施在即，對北汽福田有哪些影響？如何應(yīng)對？

任鵬：ELV法規(guī)的實(shí)施，對北汽福田部分低端M1類車型成本控制有較大的挑戰(zhàn)，有害物質(zhì)的管控需要從材料源頭著手，而材料的更改和替換往往涉及整改周期及成本壓力；北汽福田從2008年就積極參與國家法規(guī)的研究及CAMDS的建設(shè)，新開發(fā)車型已經(jīng)嚴(yán)格進(jìn)行供應(yīng)商的管控及數(shù)據(jù)的申報(bào)，并且內(nèi)部已建立完善的開發(fā)流程及回收利用計(jì)算平臺。

方鯤：熱塑性復(fù)合材料應(yīng)用較少的四大原因

北京納盛通新材料有限公司總工程師方鯤從事熱塑性復(fù)合材料科研、開發(fā)與生產(chǎn)三十多年，他指出：熱固性復(fù)合材料早已成熟應(yīng)用在國內(nèi)中輕卡車多種內(nèi)外飾零部件上，如駕駛室罩蓋、保險(xiǎn)杠、儀表盤內(nèi)支架、油箱底蓋等，目前己經(jīng)形成配套的產(chǎn)業(yè)化；熱塑性復(fù)合材料在國內(nèi)合資乘用車上有少量的成熟應(yīng)用，如一汽大眾的前端模塊部件和坐椅背板；熱塑性復(fù)合材料當(dāng)前在國內(nèi)自主品牌乘用車上應(yīng)用還較少，尚未形成產(chǎn)業(yè)化的大規(guī)模應(yīng)用。

綜合分析與歸納當(dāng)前汽車工業(yè)狀況，他認(rèn)為主要原因有四個(gè)方面：1、國內(nèi)復(fù)合材料原材料供應(yīng)商，特別是高性價(jià)比的熱塑性復(fù)合材料供應(yīng)商太少，且可以提供的少量品種的產(chǎn)品質(zhì)量不是很穩(wěn)定，價(jià)格也偏高，主機(jī)廠不愿意使用；2、主機(jī)廠對相對應(yīng)的復(fù)合材料零部件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)、可靠性驗(yàn)證條件不清焚，同時(shí)又沒有相對應(yīng)的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以依據(jù)，而國內(nèi)原材料供應(yīng)商也無足夠的能力與其協(xié)同配合開發(fā)與驗(yàn)證；3、復(fù)合材料目前仍然存在價(jià)格較高、加工工藝成型制造成本高、量產(chǎn)化的良品率和穩(wěn)定性有待不斷提高、產(chǎn)品性價(jià)比與傳統(tǒng)金屬材料產(chǎn)品相比較不具備明顯的競爭優(yōu)勢等問題；4、原材料、零部件和主機(jī)廠之間缺乏合理與共贏的商業(yè)合作模式，而對此國外早已有成熟的成功經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。但需要國內(nèi)主機(jī)廠主動(dòng)牽頭協(xié)調(diào)和勇于承擔(dān)責(zé)任，培養(yǎng)專業(yè)工程技術(shù)人員，加強(qiáng)與原材料、部件供應(yīng)商之間的三方合作機(jī)制，國家也給予傾向政策和稅收優(yōu)惠，才能推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展。

責(zé)任編輯：Arthas