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我國車用塑料總體現狀如何?聽聽行業(yè)內專家怎么說!

來源:peek板材供應商-恒鑫實業(yè)    作者:PEEK板材加工
我國車用塑料總體現狀如何?聽聽行業(yè)內專家怎么說!,peek板材供應商恒鑫實業(yè)

隨著汽車消費日益普及,消費者對汽車產品提出了更高的要求:節(jié)能、美觀、安全、環(huán)保等。汽車材料也逐步向輕量化和環(huán)?;较虬l(fā)展,而非金屬材料在汽車環(huán)保、舒適和美觀等方面都起著重要的作用。“我國車用非金屬材料技術的總體現狀如何,未來的發(fā)展方向在哪里?”帶著這些行業(yè)關心的問題,中國汽車材料網對中國汽車工程學會非金屬分會主任、一汽材料部副部長王清國先生進行了專訪。

中國汽車材料網(Auto-Material,以下簡稱AM):王主任,非常高興您能接受我們的采訪。您一直致力于車用非金屬材料的研究與應用,請您簡要介紹一下我國車用非金屬材料的開發(fā)與應用現狀。

王主任:對于普通乘用車,非金屬材料重量占比約1/3,有的車型可能還要多些。車用非金屬材料主要包括塑料、纖維增強復合材料、橡膠、織物皮革、膠粘密封劑、安全玻璃、紙張木材等十余種材料。

其中塑料、纖維增強復合材料、橡膠、膠粘密封劑常被稱為車用非金屬四大材料,它們給汽車產品的成本控制、減輕自重、改善舒適性等做出了很大貢獻。同時也使得車輛模塊化設計、快速試制等成為可能。隨著國家油耗限值法規(guī)出臺并進一步升級加嚴,車輛輕量化是車企必須發(fā)展的節(jié)能減排措施之一。

自2007年汽車行業(yè)成立了輕量化聯盟以來,行業(yè)開始對纖維增強復合材料、長玻纖增強復合材料、碳纖維復合材料,以及高性能工程塑料等非金屬材料開展了大量的研究、開發(fā)和應用推廣工作,也使得這些非金屬大批量產業(yè)化應用成為可能。同時汽車企業(yè)在車輛NVH性能(密封、減震等)、可靠性等方面也開展了深入的研究,給橡膠、粘接密封材料提供了更廣闊應用空間,同時也對非金屬材料行業(yè)提出了更高的要求。

此外,隨著車輛保有量的快速增加,行業(yè)更注重汽車用戶的健康安全。車內空氣質量及VOC、車輛可回收利用和禁限用物質法規(guī)等環(huán)保法規(guī)的實施,也給車用非金屬材料提出新的課題,這都將是車企及相關企業(yè)關注的重點課題。

總體來說,我們非金屬材料開發(fā)與應用水平還普遍較低,與國外先進水平的差距主要表現在以下幾個方面:

(1)樹脂和纖維的原材料生產規(guī)模小,產品質量穩(wěn)定性差,新技術產業(yè)化應用少,生產企業(yè)技術開發(fā)能力比較差;

(2)汽車零部件生產企業(yè)工藝技術落后,新材料專業(yè)設計和工藝人員缺乏,CAE計算分析能力弱,制造技術落后,設備研發(fā)能力薄弱,檢測設備落后或缺乏;

(3)車企復合材料零部件設計與材料性能、生產工藝結合協作能力薄弱,批量小、成本高。

AM:從一個行業(yè)的發(fā)展來說,技術標準體系的建設工作非常重要,非金屬標準體系非常的紛繁復雜,各企業(yè)間的標準差異也非常大,作為非金屬分會的行業(yè)領導,能否簡要介紹一下我國非金屬材料的標準體系建設情況。

王主任:由于我國汽車行業(yè)情況比較特殊,車企幾乎都合資化了,因此各個汽車企業(yè)的標準都在執(zhí)行合資者標準體系,如大眾標準、豐田標準、通用標準、標志(雪鐵龍)標準等。自主體系標準或多或少也能看到上述標準影子,這是我國汽車企業(yè)技術標準的狀況。在國外車企材料的技術指標也都是在采用各自標準體系和標準,但在材料檢測方法上盡可能采用ISO及各自國家標準。

中國汽車工程學會(SAE-China)正在做這方面工作,金屬材料、油料等分會起草的相關材料行業(yè)規(guī)范有的已經出版發(fā)行,非金屬材料正在體系化建設,不久也會和汽車行業(yè)和相關企業(yè)見面的。

AM:目前國內的車用工程塑料、長玻纖增強塑料等非金屬材料的國產化水平怎樣?國產材料能否滿足現在的使用要求?國內原材料企業(yè)還有哪些方面需要提升?

王主任:目前車用工程塑料和復合材料等國產化水平還是比較低的,尤其是高性能塑料仍然依賴進口材料。我國材料技術研究水平還是比較高的,世界先進水平的工程塑料材料在實驗室中都有成果,但實際生產和應用的水平與世界發(fā)達國家差距非常大,主要表現在高端材料產量小、質量不穩(wěn)定、批量供貨能力差,如耐高溫、長玻纖增強、長鏈尼龍材料、GMT等熱塑性復合材料、碳纖維復合材料、PEEK等特種塑料等材料,國內汽車行業(yè)需求基本依賴進口。國產原材料企業(yè)需要提升以下幾個方面:

(1)改善生產設備,提高工藝水平,提高材料整體質量穩(wěn)定性;

(2)通用塑料生產企業(yè)加快技術研發(fā)步伐,生產高性能材料,如環(huán)保阻燃材料、低揮發(fā)材料、耐磨/耐刮材料、低噪音材料等,滿足汽車行業(yè)不同零部件的需求;

(3)促進工程塑料的發(fā)展和技術進步,如汽車行業(yè)用量比較大的尼龍、POM、PC、PBT等材料的改性技術和合金技術,推動工程塑料代替金屬材料,實現汽車功能件和半結構件的進一步輕量化;

(4)加快特種工程塑料的研發(fā),盡快實現PEEK、PPS等材料的國產化,降低成本,為特種塑料在汽車上大量應用打下基礎。

AM:工程塑料作為主要的輕量化材料之一,國產乘用車的用量如何?近期最有應用前景的“以塑代鋼”方案有哪些?

王主任:國產乘用車上越來越多使用塑料,達到降重降成本的目的,一些典型的案例包括:

(1)發(fā)動機及周邊產品的塑料化,如塑料油底殼、、氣門室罩蓋、、電池托盤、發(fā)動機懸置支架、燃油導軌、節(jié)氣門閥體、中冷器系統端蓋及管路等;

(2)底盤功能件塑料化,如塑料板簧、塑料傳動軸、塑料拉桿等;

(3)乘用車車身及結構件塑料化,如前端框架、前后防撞梁、門模塊(包括后尾門模塊)等;

(4)車身外覆蓋件塑料化:塑料車窗、塑料翼子板的開發(fā)應用等。

AM:工程塑料在汽車上應用未來幾年的增長點在哪里?

王主任:未來幾年工程塑料在汽車可能的增長點主要體現在以下幾個方面:

(1)高性能碳纖維復合材料的應用還需要幾年的探索和研發(fā),之后會出現令人滿意的增長;

(2)來源于可再生生物原料(PLA聚乳酸、PTT、PA11)類合金材料也將是汽車新材料應用趨勢;

(3)高性能長玻纖工程塑料、高性能短玻纖工程塑料將進一步取代金屬材料,將在在汽車結構件上批量應用;

(4)鋼度大,質量輕的微發(fā)泡、蜂窩狀材料將成為輕量化的又一支主力軍,步入快速增長的軌道。

AM:消費者對汽車車內舒適性(軟觸感、低氣味、低光澤等)越來越關注,而汽車內飾零部件主要由非金屬材料構成,非金屬材料領域有哪些好的方案來提升用戶體驗。

王主任:汽車內飾與司乘人員身體和感官直接接觸,要求汽車內飾材料具有低揮發(fā)、低氣味、低光澤、高耐磨、軟觸感、耐污染等特點。針對內飾關鍵零部件如座椅、儀表板(內飾護板)、油漆裝飾件、地毯減震墊、衣帽架等。應用的非金屬材料的使用上有以下幾點建議供參考:

座椅系統:PU原材料使用低氣味的多元醇及催化劑、PVC使用低氣味的PVC粉和水性表面處理劑;

儀表板(內飾護板):采用低氣味的TPO搪塑表皮、改性PP材料控制氣味主要在工藝環(huán)節(jié),如采用特殊真空脫揮技術降低氣味VOC;

裝飾件:采用IMD工藝、油漆采用水性油漆或無苯溶劑性油漆;

衣帽架:用低氣味的PU蜂窩板替代PP木粉板;

地毯減震墊:采用低氣味的PET和環(huán)保水性膠黏劑;采用環(huán)保型噴涂材料代替瀝青減震增強材料;

以及盡量選用熱塑性彈性體替代橡膠等材料、低VOC的聚甲醛材料等。

專家簡介: 王清國:男,生于1965年5月,高級工程師,現任一汽技術中心材料部副部長,中國汽車工程學會非金屬材料分會主任,中國內燃機學會油品和清潔燃料分會油品與清潔燃料分會副主任委員

責任編輯:Kris

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