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塑料或将改变造车理念
 
  奔驰与工业巨头巴斯夫所联合推出的SmartForvision概念车,不仅车身骨架采用塑料材质,而且内饰、外饰、油箱盖、翼子板都变成了塑料,甚至还使用了特性非常稳定的塑料车轮。
  这说明,塑料正成为21世纪重要的汽车材料。
  塑料在汽车制造上的应用史可以追溯到汽车诞生之初,当时的车载电源系统就使用了塑料绝缘材料,之后随着汽车结构的不断改进,塑料又被用在蓄电池、点火系统、照明系统以及控制系统上,再后来塑料又被用作生产发动机、变速箱零部件以及汽车的内饰件。
  值得一提的是,1953年塑料已经被用来制造轿车的车身,当时美国通用公司批量生产了车身为玻璃钢材料的雪佛莱Corvett轿车。虽然此后塑料在汽车上没有立即得到大范围使用,但汽车塑料制件的产量却是在逐渐增长。二十世纪70年代初,汽车塑料制件的年产量为2万t,而到90年代末期,这一数字已经达到了6万t,其中包括车身覆盖件,它是以聚酯树脂为基础,并充填了细碎的玻璃纤维。
  美国其他各大汽车公司纷纷以通用为榜样,随后欧洲及日本的汽车公司也竞相效仿,分别在各自生产的豪华跑车上积极采用塑料制件,但用量有限,只有民主德国在此后的20年间大批量生产塑料车身的Trabant轿车,其车身为冲压金属框架以及比冲压件便宜的塑料覆盖件制成。
  但是,由于世界当时没有能批量生产优质塑料制件的工艺及设备,长期以来塑料在汽车工业领域的应用进展缓慢,当时的塑料车身或塑料驾驶室的应用也主要局限于数量小、不值得专门开发昂贵模具的车型或者需长距离不加油行驶、要求燃料消耗最少的特殊用途的汽车。
  然而近十多年来,全球各大汽车公司掀起了汽车车身以塑代钢的热潮,这是由于此时大批量生产塑料制件的工艺已经日趋成熟,一些新型塑料的性能也已经超越了金属,而且加工塑料车身及塑料驾驶室的劳动强度只有原来的1/3~2/3,同时极大地减轻了汽车的自质量(现在的高强度塑料车身比铝制车身轻25~30%,比钢制车身轻50~60%)。
  另外,塑料车身汽车一旦发生碰撞,其材料吸能性能要比普通钢制车身的好得多(大约是它的4倍),而在轻微撞击下,由于塑料车身具有一定的弹性,根本就不会有什么损伤。塑料车身的优点还在于,塑料不会锈蚀,从而延长了它的使用寿命,减少了喷漆防腐的工序。可以一次成形,从而不需要复杂的、高成本的焊接工装设备。在采用模块生产方式后,汽车的塑料车身及驾驶室还可以有多种变换组合,这就能使汽车制造商针对汽车市场的需求作出快速反应,提高市场竞争力。
  需指出的是,当汽车报废之后,塑料制件能被较好回收利用,面对各国日趋严厉的环保法规,采用塑料车身及驾驶室将会在很大程度上减少汽车制造商的回收成本。
  正是由于塑料具有如此众多的优点,近年来塑料在汽车所使用的材料中占的比重愈来愈大。第二次世界大战后,平均每辆汽车所使用的塑料只有2~5kg,而且当时的塑料品种也较单一,50年后,塑料制件在汽车上比重已经占到10%左右,同时塑料的品种也逐渐增加到了60多种(如聚丙烯、ABS树脂、聚氨酯、聚碳酸酯、聚酰胺、玻璃钢以及苯胺塑料等)。当然汽车上的塑料制件也多了起来,首先在汽车电器、发动机凸轮驱动齿轮、水泵密封件、风扇叶片、某些套筒的材料选择上都采用了塑料,而今天塑料已经扩大到燃油分配机构、燃油滤清器及空气滤清器壳体的生产上,同时塑料还被用于制造进气歧管、油底壳、水箱、雨刷、油箱、油管、气动刹车管、少片数板簧、翼子板、车身、驾驶室、内饰件、保险杠、扰流板、挡泥板、皮卡车身栏板、轻型载货汽车蓬顶、面板、敞篷车活顶、万向轴等等。
  在塑料件逐渐在汽车在普及之时,出现了一些专门生产汽车塑料件的公司,如美国的文丘里公司,该公司虽然算不上世界上最大的汽车塑料制品公司,但是它2000年的汽车塑料制品的营销额已经达到了20亿美元,它产品中的29%供往通用汽车公司,39%的供往福特汽车公司,18%的供往戴姆勒-克莱斯勒公司,余下的11%出口到其他国家。
  许多西方国家的汽车公司还创建了专门的机构,展开塑料车身的研发,他们目前已经掌握了批量生产全塑料车身的工艺技术,这种全塑料车身一般是把塑料板件直接粘合到金属空间框架上制成的,这体现在意大利菲亚特公司开发的Ekobazuk车型、美国克莱斯勒公司开发的CCV车型上,法国、意大利的一些微型汽车厂还开发出了带塑料车身的四轮摩托车,世界上甚至还有一些公司研制出了无空间框架的单纯由塑料制件直接粘合的车身,不仅用于跑车,而且还用于普通汽车。
  汽车塑料车身的研制与推广近年来之所以有重大突破,在很大程度上是因为传统汽车金属材料的价格涨幅大大超过了塑料。当塑料车身的成本降到与传统金属车身同样水平之时,批量生产塑料车身汽车的市场前景就非常可观。另一方面,生产汽车塑料制件所消耗的能源要比传统的金属件少,应当看到,近年来煤炭及电力的价格正在持续高涨。
  因此,塑料车身及驾驶室在不远的将来将进一步普及。要知道,如果一个汽车厂家的年产量达到6~7万辆的话,采用塑料车身及驾驶室生产工艺是比较合算的,因为它所需要的工装设备投资明显要比生产传统车身及驾驶室时少得多,随着未来塑料制件生产工艺的不断进步(如快速固化、强度改善、耐老化性能提高等),生产塑料车身汽车的企业的盈利能力将会更高。
  综上所述,全球在汽车车身制造领域大规模采用塑料的必要条件已经具备,从各国开发塑料车身的经验,以及新型塑料车身汽车在各种道路、气候条件下的测试结果和根据塑料车身回收利用率等各项指标可以得知,未来塑料将在汽车制造领域中占据重要的位置。
  开发生产塑料车身将有助于破解我国钢铁等传统金属汽车材料价格上涨导致的瓶颈限制,同时提高汽车产品的国际竞争力,并能降低汽车的燃油消耗,在一定程度上缓解我国未来车用燃料不足的矛盾,我国各大汽车厂家应在这一领域加快步伐。
  研制生产塑料汽车车身将提升我国的汽车材料应用的整体水平,我国在传统汽车用材的研究发面落后于西方国家,而塑料未来在汽车的大量应用给我国汽车材料生产业领域带来了机遇,国家应提供有利的政策,使之成为国家、各地政府及民间资本的投资重点方向,通过新型塑料及相关新工艺的大力研究,跳跃性地缩短与国外汽车公司在汽车用材研究应用方面的差距
 
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