潛力巨大 塑料走進(jìn)汽車輕量化領(lǐng)域

　　汽車為什么要輕量化?理由很簡(jiǎn)單，做起來卻不易。隨著節(jié)能環(huán)保法規(guī)收緊，以及消費(fèi)者對(duì)汽車油耗日益敏感，汽車輕量化已經(jīng)成為了解決這些問題的最主要手段。經(jīng)計(jì)算，整車每減重100kg相當(dāng)于百公里油耗較少0.35l，相當(dāng)于每公里CO2排放量減少9g。實(shí)現(xiàn)輕量化的方法有多種，除了改進(jìn)生產(chǎn)工藝、優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)外，新材料的應(yīng)用成為了最主流的輕量化方案。

　　所謂輕量化是建立在不犧牲汽車安全性能的前提下存在的，我們聽說過高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)鋼等傳統(tǒng)輕量化材料，也聽說過鎂鋁合金、碳纖維等更高端的材料。然而受制于高昂的成本，目前除了寶馬之外尚未看到哪家車企在量產(chǎn)車上采用碳纖維。一邊是成本、一邊是安全，車企在這種“兩難”境地下開辟出了一條新的道路——采用塑料件。安全對(duì)汽車來說固然很重要，然而，鋼/鋁材外飾件有一個(gè)最大缺陷，就是零件材料的厚度無法改變。汽車每個(gè)部位的安全標(biāo)準(zhǔn)是不同的，鋼/鋁材的這種特性會(huì)造成部分區(qū)域的過度設(shè)計(jì)，無謂地增加了造車成本。此外，考慮到汽車一旦與行人發(fā)生碰撞，行人與車身的接觸部位其實(shí)更需要采用較軟、有彈性的材質(zhì)，這就給了塑料件很大的發(fā)揮空間。

　　塑料雖然密度小，本身強(qiáng)度也不高，但是塑料制品的優(yōu)勢(shì)在于彈性高。在受到?jīng)_擊時(shí)，塑料制品會(huì)發(fā)生彈性變形，能夠吸收大量的沖擊能量?，F(xiàn)在汽車的內(nèi)飾件基本都是選用塑料就是為了增強(qiáng)緩沖作用保護(hù)駕駛艙的乘員。彈性高的另外一個(gè)好處是可以吸收和降低車輛的振動(dòng)，也能夠提高舒適性。另外，塑料的耐腐蝕性也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋼材，即便表層漆面受損，也不會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。

　　而塑料之所以受到如此青睞的最重要的原因，就是可塑性強(qiáng)。塑料能夠與其他材料形成復(fù)合材料，并且可以根據(jù)組成成分不同添加不同的填料和增塑劑等成分來改變材料的部分性能，比如強(qiáng)度和耐熱性等，以適應(yīng)車身不同部件的不同要求。

　　作為汽車的發(fā)明者，奔馳在車身輕量化領(lǐng)域肩負(fù)著更重的責(zé)任和使命。2012年，奔馳發(fā)布了一款名為F125的氫動(dòng)力概念跑車。該車主要由碳纖維、鋁合金以及塑料聯(lián)合打造而成，在保證車身剛性的同時(shí)將車身輕量化做到了極致。另外，凱迪拉克和福特也是汽車輕量化的杰出代表，凱迪拉克在發(fā)動(dòng)機(jī)罩上已經(jīng)使用了纖維增強(qiáng)塑料，而福特則正在研究如何降低生產(chǎn)碳纖維部件的成本。同年的北京車展上，長(zhǎng)城展出的哈弗E概念車的7個(gè)車窗組件，均采用德國一家材料科技公司的?？寺【厶妓狨?，并配有大尺寸全景天窗。這是我國本土汽車制造商首次如此大范圍應(yīng)用聚碳酸酯車窗。

　　近日，筆者試駕了國產(chǎn)2015款沃爾沃XC60，新車的尾門采用了“以塑代鋼”技術(shù)，供應(yīng)商是延鋒彼歐汽車外飾系統(tǒng)有限公司。據(jù)了解，延鋒彼歐從1995年至今，分別為上海大眾、上海通用、長(zhǎng)安福特、北京奔馳戴姆勒克萊斯勒、上海汽車、長(zhǎng)安馬自達(dá)、長(zhǎng)安鈴木、東風(fēng)神龍、廣汽汽車、一汽大眾、華晨寶馬等主機(jī)廠主要車型提供保險(xiǎn)杠等外飾產(chǎn)品和解決方案。最新應(yīng)用該公司塑料尾門方案的品牌還包括沃爾沃(XC60)、奇瑞捷豹路虎、長(zhǎng)安標(biāo)致雪鐵龍(DS6)、上汽榮威(e50)、東風(fēng)神龍、東風(fēng)雷諾等。

　　目前，塑料尾門大致有兩種方案，一種是全熱固性材料方案，另一種是延鋒彼歐獨(dú)創(chuàng)的higate(Hybrid Tailgate)方案。前者早在上世紀(jì)90年代就已出現(xiàn)，沃爾沃的多款車型都應(yīng)用了此類塑料尾門，它是第一代塑料尾門的概念，內(nèi)板和外板都是熱固性的SMC材料。后者目前在標(biāo)致雪鐵龍、捷豹路虎、沃爾沃的多款車型上都已應(yīng)用，它是第二代塑料尾門概念，其內(nèi)板還是SMC材料，外板采用的則是熱塑性塑料，包括PP、PC/ABS等。

　　Higate方案尾門采用先噴涂后粘接的方式進(jìn)行生產(chǎn)，由于外板采用注塑成型后噴涂，油漆表面質(zhì)量好于全熱固性材料方案。熱塑性材料的低模量使此類塑料尾門在低速碰撞之后有自動(dòng)復(fù)原的功能，降低了維修概率和成本，外板的注塑成型使整車的造型自由度大幅提升。此外，選用低膨脹系數(shù)的材料有助于整體尾門尺寸的控制。塑料尾門相比鈑金件減重幅度達(dá)到25-35%。據(jù)悉，根據(jù)車型級(jí)別的不同(大、中、小型SUV或兩廂車)，延鋒彼歐將針對(duì)性地采取不同的塑料尾門方案來滿足不同的需求。

　　汽車輕量化是一個(gè)永遠(yuǎn)不會(huì)過時(shí)的話題，時(shí)代在進(jìn)步，技術(shù)在更迭，總有新的技術(shù)登上舞臺(tái)，也會(huì)有老舊技術(shù)被淘汰。而目前看來，塑料將會(huì)是當(dāng)前最具潛力的輕量化材料。