朗盛總監：如何解答汽車輕量化？

所謂汽車輕量化，指的是：“采用現代設計方法和有效手段對汽車產品進行優化設計，或使用新材料在確保汽車綜合性能指標的前提下，盡可能的降低汽車自身重量，以達到減重、降耗、環保、安全的綜合指標。當今社會，汽車輕量化對于整車質量降低，以至于提高燃油效率有十分重要的意義。在新能源發展狀況還不明朗的形勢下，輕量化一成為全世界汽車企業應對低油耗的最佳手段。

此外，輕量化對于提高汽車的操控性、安全性、舒適性也有較大影響，比如，車輛底盤質量降低后會減輕車輛行駛時的顛簸，整個車身會更加穩定，又如，輕量化材料可以吸收碰撞是產生的能量，從而提高車輛的碰撞安全性。在這個汽車技術突飛猛進的時代，汽車輕量化已經成為汽車產業的一項重要研究課題。針對汽車輕量化方面的問題，新材料在線獨家采訪了朗盛大中華區技術創新總監胡東祺博士。

1.新材料在線：目前有哪些環保新材料未來可能被運用在汽車輕量化中？汽車輕量化新材料未來的發展趨勢是什么？

胡博士：目前，用于汽車輕量化的材料主要有低密度的輕質材料和高強度材料，前者包括以鋁、鎂、鈦合金為代表的金屬材料和塑料、纖維等高分子材料，后者主要指高強度鋼。

其中，塑料在汽車上的應用日趨廣泛，是當前非常具有潛力的輕量化材料。目前發達國家的汽車塑料用量平均占汽車總重的10%-20%，已經不再局限于內、外裝飾件、車身覆蓋件，廣泛應用于引擎蓋下及功能部件，如車門結構、車輛前端、車頂框架、備胎槽、油盤、氣缸蓋罩、傳動帶、安全氣囊外殼、托架、座椅結構、轉向桿等，潛在的應用范圍還包括油箱載體、交叉橫梁、剎車踏板、蓄電池支架等。

塑料-金屬復合材料技術（也被稱為混合技術）以及纖維增強復合塑料是輕量化塑料領域的一大創新，以其廣泛的適用性、良好的性能、較好的減重效果和成本優勢，蘊含著新的機會。

例如，與純金屬部件相比，應用朗盛的聚酰胺塑料/金屬復合材料技術可將汽車前端減重多達50%。目前，全球已有超過6500萬輛汽車采用了基于這項技術的前端應用。混合技術被廣泛應用于腳踏板系統、車頂框架、汽車前端、結構插入件等許多汽車部件中。對于汽車部件制造商而言，這種技術經濟實惠，且已經可以進行批量生產。

另一項具有突破性哦產品是朗盛的連續纖維增強熱塑性復合板Tepex?。Tepex?的決定性優勢在于它是同類產品中少數幾種可應用于多種部件批量生產的高科技材料之一。很多熱塑纖維復合材料通常只適用于中等產量，Tepex?卻可以用于大規模的經濟制造。在很多場合中，Tepex?是碳纖維強化熱固性輕量化材料的高性能經濟替代方案。該產品用于替代金屬板材，還將大幅提高用于輕量化結構的混合材料技術的潛力。

連續纖維增強熱塑性材料的特點包括：輕質 （密度 e.g., 1.8 kg/dm3），高硬度、強度和能量吸收，不腐蝕、高效回收，不需要投入額外工具（e.g. 鋼板沖壓）。Tepex?碰撞中的性能遠好于鋼材或長纖維增強塑料部件。

除了以上代替傳統鋼材的材料，創新的皮革產品也能夠對汽車減重有所貢獻。皮革在每輛車應用達到5-12平方米，在整車中的重量達到3.3-9.0公斤。使用創新的皮革技術可以使皮革座椅重量更輕、壽命更長、更美觀，并且生產過程也更環保可持續。朗盛擁有的X-Lite?技術基于可膨脹的微膠囊，即在皮革的復鞣階段通過創新工藝將其引入纖維結構中。經過熱膨脹之后，它可以制成1.3毫米的全厚度家具皮革，在外觀、質感和耐磨性方面與普通皮革別無二致的前提下，但重量卻要輕20%。

2.新材料在線： 塑料在汽車輕量化應用中需要解決的難題？

胡博士：塑料及復合材料不只是金屬材料的簡單替代品，塑料應用的開發需要以市場趨勢和客戶需求為導向。材料供應商可以更多地和下游客戶或汽車生產商共同開展研發工作，并積極與汽車原始設備制造商（OEM）合作，參與整車的自主研發，共同開發符合下游要求的輕量化零部件材料，滿足市場對汽車行業發展的需求，幫助整車企業提升市場競爭力。產業鏈上下游之間更開放的合作將進一步推動車用塑料的開發應用。

3.新材料在線：國內汽車在輕量化技術方面與國外先進水平相比存在哪些優勢和差距？

胡博士：汽車輕量化技術并非僅僅依靠材料，汽車輕量化是設計、制造、材料技術集成的工程。汽車輕量化材料的應用需要兼顧技術上可行和經濟上合理。所以，輕量化技術不僅僅是輕量化的材料，更需要提供一個解決方案，可以幫助汽車制造商加快塑料零部件從概念到成品制造的整個開發過程，進而縮短開發周期及降低成本。比如朗盛向包括汽車行業提供注塑和吹塑成型零部件、復合板材應用以及新應用開發階段各個環節的綜合工程服務，包括概念開發、初期可行性研究、計算機輔助設計（ CAD ）、計算機輔助工程（ CAE ）、輔助注塑設計以及零部件測試等。

朗盛為合作伙伴提供的多種開發前端支架的HiAnt服務，幫助客戶進行結構設計、機械FEM計算以及進行流變分析，以將翹曲、萎縮以及填模的可能性降至最低。朗盛的專家還會就車門系統的選擇和車壁厚度的優化給出建議，并協助客戶實現規模化生產。

4.新材料在線：我國汽車輕量化新材料應用存在的問題？制約我國汽車輕量化新材料應用的因素？

胡博士：總體而言，我們預期一直到2017年，全球對高科技塑料的需求將以每年5%的速率增長。在亞洲，尤其是在中國，增長率可能要高一些。就聚酰胺和聚對苯二甲酸丁二醇酯應用而言，歐洲汽車制造商平均每輛車的用量在15至25公斤之間，而韓國現代大約是20至25公斤。在中國的汽車制造商平均每輛車的用量在10公斤左右，這意味著還存在巨大的空間開發和使用更多的輕量化材料，尤其對中國本土品牌而言。中國工程塑料市場還遠未進入成熟階段，仍存在巨大的新技術和新應用的空間。

汽車輕量化新材料市場的成長在于讓生產商意識到他們需要更快地接受新技術，從長遠角度提升自身的競爭力并降低成本。輕量化材料不僅可以減輕汽車重量，從而滿足對汽車排放日益嚴格的要求，還可以提升汽車的操控性能。隨著中國汽車消費市場逐漸成熟，消費者愿意花錢在最好的品質和最先進的科技，汽車生產商有會更有動力提升產品質量。

以MINI John CooperWorks GP賽車為例，朗盛Tepex復合材料應用于制造車身下保護板，為發動機艙提供保護。這款Tepex dynalite系列的產品材料強度和韌度極高，強化了車底保護，非常適合于這種車型的需要。在糟糕的道路狀況下，令車底在碎石的頻繁襲擊甚至與顛簸行駛情況下的抗沖擊的能力極大地增強了。

這款保護罩使用一種流動與成型工藝相結合的壓模成型法制成。在此過程中，聚丙烯與連續玻璃纖維纖紗束復合形成DLFT（即“直接長纖維熱塑料”），后者通過壓模成型法直接制成部件。這種生產工藝的尤其獨特之處在于：兩層Tepex dynalite外層也同時壓膜到部件上，以強化部件上受應力最大的特定區域。如此制成了一種“三明治”部件，核心是DLFT，而部分表面則由高性能復合材料制成。與單純的聚丙烯DLFT部件相比，這一的外層令部件的強度和能量吸收能力增強了三倍。“三明治”DLFT解決方案可以比鋼材輕50%，比鋁材輕20%。熱塑性塑料‘三明治’復合材料在碎石碰撞之下還具備更好的隔音效果——換言之它的聲學性能也是一流的。

5.新材料在線：郎盛在新材料的創新和應用上有什么優勢？以及朗盛新材料未來發展計劃？

胡博士：朗盛高性能材料業務部旗下有杜力頓?（基于聚酰胺）和保根?（基于聚對苯二甲酸丁二醇酯）系列知名的品牌。聚酰胺和聚對苯二甲酸丁二醇酯在現代汽車產業中有諸多應用，包括汽車電子系統、氣管、輕量化車身結構部件等。在汽車產業中，保根?和杜力頓?輕量化材料正逐步替代金屬材料，尤其是在引擎蓋下的應用，此處對材料的要求必須能夠耐高溫、耐化學品腐蝕，并承受持續振動。

朗盛的高性能材料業務部在輕量化材料領域樹立了多個標桿。如朗盛的聚酰胺塑料/金屬復合材料混合技術，可以最多將汽車零部件的重量減輕50%。混合技術被廣泛應用于腳踏板系統、車頂框架、汽車前端、結構插入件等許多汽車部件中。這些解決方案使高性能業務部成為汽車產業輕量化結構件解決方案領域的佼佼者。

朗盛的Tepex纖維增強熱塑性復合材料在很多場合中是碳纖維強化熱固性輕量化材料的高性能經濟替代方案，Tepex?還為我們拓展了許多有趣的應用領域。Tepex?的決定性優勢在于它是同類產品中少數幾種可應用于多種部件批量生產的高科技材料之一，并樹立了新的量產標桿。Tepex高性能復合材料正日益受到工程師們的青睞，因為這些材料可以顯著提高由模壓成型的纖維增強熱塑性材料所制部件的機械強度。

寶馬i8汽車的后消聲器隔熱罩是Tepex的一個最新應用實例。該隔熱罩采用熱塑性塑料長纖維（直接）在線配混（DLFT）工藝制成，以長玻璃纖維粗紗增強的聚丙烯模壓材料為原料，以Tepexdynalite 104-RG601制成的嵌層作面層。Tepex dynalite 104-RG601能夠在高溫下保持高韌性，因此可以確保隔熱罩在后消聲器的高溫環境中不發生變形或失效。此外， Tepex復合材料還能提高部件在凍結溫度下的強度和抗沖擊性能。

朗盛不僅提供混合技術和高科技塑料，而且還提供HiAnt?工程服務，以定制輕量化解決方案，滿足重量輕、性能高的要求。這一品牌覆蓋了先進部件開發的所有階段，從原材料開發、計算機輔助設計、概念開發、零部件測試直至加工。我們的HiAnt?解決方案使我們成為汽車產業內許多著名廠商首選的合作伙伴，包括奧迪、BMW、奔馳等。