汽车零部件塑料化发展趋势

1、.：.；汽车零部件塑料化开展趋势随着人们生活程度的不断提高，对轿车也提出了更高的要求，诸如要求有宽阔的车内空间、温馨的座椅、低的噪音、视觉美观及宽阔的视野等。而制造商们那么用人体工程学设计和适用性来刺激顾客的购买欲，此外高速、平安、低耗、环保，最后归结到低廉的价钱，要到达如此高的要求，用塑料来替代一些钢铁制的零部件是最明智的选择。 塑料歧管的消费方法和资料 汽车动力系统用进气歧管，历来是用金属制造的。由于歧管的外形复杂，以前是用铝含金铸造的，但内壁粗糙，运用时对空气的阻力很大，噪声大，致使熄灭不充分，废气排放多。在上个世纪80年代开场，欧洲开场用失芯制造法Core Melt，如此制成的歧管不仅

2、本钱高，而且有一定废品率，由于歧管的资料PA66或PA6经玻纤加强后，其加工温度在250至260，虽然在模内与型芯的接触时间仅几分钟，但部分型芯也不可防止地被熔解，使歧管的内壁尺寸难以被控制。近年来由于振动焊接技术的开展，对于大尺寸的玻纤加强PA66的焊接技术日趋成熟，为此歧管可用注塑成型为二片歧管零件，经振动焊接而成为一体。目前世界上多数汽车制造商运用此法消费歧管，使金属制歧管塑料化见表1。 由于发动机周边的零件要求在任务时要接受220的高温下仍有高模量、高强度，在-40下仍有良好的机械性能和无碎裂的韧性，对于玻纤加强尼龙来说已不是最优秀的资料。目前国外已有用PPA树脂聚邻苯二酉先胺用模塑成

3、型来制造汽车歧管，并已运用到克尔维特、卡麦罗、火鸟车型的LS1和LS6发动机用进气歧管。此种类型的进气歧管通常设计成三个部份，经过螺栓一同固定到发动机上。在高温高湿形状下，PPA的抗拉强度比尼龙6添加20%，也比尼龙66更高。此外PPA资料的挠曲弯曲模量比尼龙高20%，硬度更大，更能抗长时间内的拉伸蠕变；PPA的耐汽油、耐油脂和冷却剂的才干也比PA强。最重要的是减轻分量，用铸铝制造的进气歧管，分量达26磅，而用PPA树脂分三片模塑而成的同类型进气歧管仅重11磅，能多产生25%的气流。何况铸铝制品还会加热吸入的空气而降低功率，由于塑料是热的不良导体，故有隔热作用。 离合器执行系统的新资料 离合器

4、执行系统的运用环境非常恶劣，长时间的经受高温，而且又暴露在压力油和光滑剂中。以往自动缸和从动缸组件都必需运用金属，近年来，美国一汽车产品公司向各大洲的车商提供用塑料制的离合器执行系统，该商品的商标为CSC，是用LFRT，即用50%的长纤维加强的黑色尼龙，该资料的硬度大、分量轻、比模量超越铝合金。它的纤维分布均匀，是随机分布的，尺寸稳定性好、收缩率低、约为0.2%。由于纤维完全浸润在尼龙树脂中，而且端头较少，完全能保证有出色的光亮外表。50%的长纤维，使热膨胀系统几乎与金属一样，该公司以为，假设仔细地将注塑件的尼龙成份烧掉，留下的骨架部分纤维几乎仍保控制品的外形。这阐明产品中的纤维的分布是各向同

5、性，所以收缩一致，抑制了翘曲。CSC的外表光洁度较铸铝件好，有助于延伸从动缸的密封寿命。该产品的型号是PA66.GF50-02，完全符合一切的长期爆炸测试要求，室温下的抗拉强度几乎到达50,000lb/ft2，疲劳强度高，抗蠕变才干强，在149下，抗拉强度仍有20,000lb/ft2，50%长玻纤加强的PA，其密度为1.5g/cm3，所以也减轻了分量。经过注塑成型消费构造复杂的零件与铸铝相比，节约了本钱。 树脂基复合资料 半个世纪以来，树脂基复合资料作为新资料领域中的后起之秀得到了很大的开展，为世人瞩目，目前在汽车领域里各国在研讨运用的树脂基复合资料有以下几种： SMC/Sheet mould

6、ing composite，称为片状模塑料。是由长玻纤加强不饱和聚酯制成的片材，然后经过热成型加工可以做成各种车用零件，另外也可用此类浸有树脂的玻纤织物用手工法糊成许多种零件部件，经固化后即可运用。BMC/Bulk.moulding composite，称为固状模塑料。用此类树脂经过热固性注塑机可制成各类零部件。 用碳纤维、玻纤、超高摩尔PE纤维等与树脂复合热固、热塑加强浸渍而成树脂基复合资料，可制成许多零部件。(见表2) 英国的瑞利安公司、法国的Renault公司先后采用SMC制造车身及附件。美国GM公司在Camaro车和Fiebird车上运用了SMC车顶、后门和侧门。Ford公司在Must

7、ang车上运用了SMC发动机罩，并将在Lincoln continental车上运用了SMC盖板、发动机罩和前防护板。这些例子仅仅作为推行运用的前奏。 平安气囊 对气囊资料的要求是：在夏日的高温80和严冬-40形状下能正常触发，释放气囊，敏感度要高，任何撞击形状下都能发扬正常的功能，所以此资料不仅要接受高低温的考验，同时要有很高的耐冲击，高的撕裂强度，伸长率要小。近来国外报导用AkulonPA6，PA66以及AmitelTPE-E来制造平安气囊是最正确的资料，这两种资料是DSM公司最近推出的。它们不仅有良好的成型流动性和良好的加工性，这些性能均比普通尼龙提高80%，使产品壁厚可以减薄，此外TP

8、E-E也比其它的热塑性弹性体注射性能更为稳定，废品率更低，还适用于发动机区域UTB的热空气管线，维护罩、波纹管以及气囊等。 抗菌塑料、纤维纺织品在内饰件中的运用 目前轿车中的纺织品资料种类繁多，且用量大。以轿车为例，外表装饰资料普通为25平方米/辆，质量为9至15公斤/辆。2003年国产轿车为200万辆，耗用纺织品在2万吨以上。轿车内装饰物种类见表3。对于此类高分子资料制造的内饰件面料的要求是阻燃、防紫外线、透气性好等，由于轿车工业的日益开展，人们不仅要求轿车要有宽阔的车内空间、视野开阔和乘座温馨，还要求车内空气质量新颖，目前人们又提出如何防止轿车内的空气污染及有高质量的空气。车内空气质量差的

9、缘由之一是大部分车内饰件都是由高分子纤维织成，如PP纤维、PP发泡资料、PU发泡资料，PVC发泡资料、PET纤维等。仅有少量天然纤维和皮革制品。 目前中国对塑料制品的抗菌曾经有了一个工业规范正式公布，今后轿车内的塑料零部件都应按此规范来规范，以减少塑料件外表繁殖细菌。抗菌规范是：抗细菌率符合99%的抗菌塑料可以作为强抗菌作用；抗细菌符合90%的抗菌塑料可以作为有抗菌作用。 此外对于种类繁多的有机高分子织物，今后的方向应该是纳米化。由于一些资料纳米化后，可以有抗菌、无臭、杀菌作用。此类产品已有出卖，从这几方面着手，对提高车内空气质量大有裨益。 保险杠 保险杠是轿车的主要塑料件之一，以上海桑塔纳轿

10、车为例，前保险杠重4kg，后保险杠重4.4kg时代超人超越此值。保险杠也由面板和骨架资料组成。桑塔纳轿车的面板资料由共聚丙烯加热塑性弹性体，再参与其他助剂经注射成型而成。根据不同车型要求，某些车型的保险杠需求喷漆，如捷达王、新捷达、别克等车的保险杠进展外表喷漆。而桑塔纳和奥迪100等就直接采用注射成型的保险杠。目前国产车的保险杠大多是灰黑色的。随着时代的前进，人们已不满足于黑色的保险杠，而要求保险杠与车身同一色泽。保险杠外表经喷漆后，色泽美丽，但本钱添加近1倍。而经喷漆后的保险杠回收利用后的耐寒性、伸长率大幅度下降，不能再用于保险杠。所以开发可涂性PP制造保险杠是很迫切的研讨课题。 目前在世界

11、范围内约有92%的保险杠是用高分子资料制成的(表3)。由于用塑料制造保险杠可以根据美学和适用两方面来塑造时髦美观且不失功能化的外型。而且从强度上思索，金属在遭到轻的碰撞后，会在金属面上留下痕迹，而用塑料制造的保险杠对类似的危害有更好的防御性。如今的塑料保险杠是由三层组成：面板资料是用PP、PE/ABS、PC/PBT；骨架资料可以是木材、金属；中间是以PP发泡资料或PU发泡资料。就目前的开展来看，此类资料不利于回收利用和不符合环境友好原那么。近年来国外有人提出用TPE来制造汽车保险杠面板，而用玻纤加强PP制造骨架，再用发泡PP制造中间的缓冲层，都是同一族的资料，有利于回收循环运用。在回收循环运用

12、前，只需清洁和枯燥处置，就可以按一定比例重新制造保险杠。 目前，国外中高档次轿车的保险杠已采用PC/PBT合金制造，此资料机械性能高，冲击强度尤其远超PP制的保险杠。如GE公司的PC/PBT合金属于Xenoy系列，其中最新的Xenoy-XT适宜制造汽车保险杠。它不仅能接受碰撞，而且车体与保险杠经组成，再涂装以使保险杠与车体坚持同一色泽时，能耐155/30min的烘烤枯燥，世界上几家大公司如Bayer公司、BASF公司都有此种类，巴斯夫的PBT/PC合金，商品牌号是Ultrablend，它不仅具有PBT的耐化学药品性、耐油性及流动性，又具有PC的低温韧性，耐热性及高机械性能，尤其突出的是高抗冲击

13、性，曾经大量用于保险杠。此外还有热塑性弹性体TPE，它在常温下具有橡胶特性，在高温下能塑化成型，用通用的塑料机械可以加工成各种零件。TPE系列有纯真型即小分子单体经过一定聚合而成如SBS、TPU等和掺混型如TPO、TPVC等。据统计，1991年世界耗费TPE为18万吨用于汽车工业，而到1995年上升到28.5万吨，可见增长速度之快。用塑料类制造保险杠已占世界保险杠用料的90%以上，而金属保险杠仅占8.2%。可见世界保险杠市场将由塑料所替代，这是必然的趋势。 业内人士以为，运用塑料可将保险杠梁、保险杠饰板、格栅架、标牌、车前灯及转向灯的反射镜和透镜结合成为一体的前端架组件。降低装配本钱，并有能够

14、进一步将前端架组合件和散热器组件一体化。这种构件目前称作模块。 汽车窗玻璃的塑料化 假设用PC做风档玻璃，那么在发生车祸时，能减少碎片对司机和乘客的损伤。在日本，耐候级PC板用作赛车车窗已获运输省同意。现已正式运用PC车窗的厂家有：本田、马自达等。PC窗存在问题是PC的收缩率大于玻璃，且外表硬度低，受风沙吹后易粗糙等。另一个资料是PVB树脂聚乙烯醇缩丁醛。此树脂透明、粘接性能非常优良，可作为二块无机玻璃之间的粘接层。当遭到外力冲击时，由于优良的粘接力，碎玻璃仍被PVB膜粘接在一同。目前PVB已用于航空机上。但由于价钱和PVB片材的加工工艺问题，作为汽车窗玻璃、还未普及。 汽车零部件消费的模块化 为了降低整车的消费本钱，使汽车在市场有强大的竞争才干，国外一些汽车制造商们正在实验汽车零部件消费模块化。所谓模块化消费，即是以一个零件或部件为中心将周边的零件组合在一同经一次成型加工而成，这样可以减少许多制造工艺和模具数量，如BMW宝马系列的汽车变速箱组件是用Bayer公司消费的35%玻纤加强PA66制成，它集成了许多零部