我国汽车工业的发展现状及高分子复合材料在汽车工业中的应用

我国汽车工业的开展现状及高分子复合资料在汽车工业中的运用中国汽车工业协会汽车相关工业分会声誉理事长周一兵主要内容中国汽车工业的开展现状汽车复合资料运用现状及开展趋势汽车复合资料零部件主要种类及成型工艺近期国内汽车塑料及零部件新资料、新技术开展目的

一.中国汽车工业的开展现状

2007年汽车行业的根本情况汽车消费企业5,600余家:整车消费企业集团80家，消费企业约130家发动机消费企业60余家规模零部件企业4,500余家总产值：22392亿元销售产值:21928亿元利润：1199亿元出口:412亿美圆汽车产量：:888万辆，其中轿车：479.8万民用汽车保有量：3，697万私人拥有汽车2,925万，其中轿车：1,149万直接从业人员近220万人相关产业从业人员达3,500多万汽车消费企业财务数据从业人员汽车数量历年汽车产量坚持延续快速增长

九年增幅坚持两位数，2000年产量突破200万辆后，2002、2003、2004、2006和2007年每年产量增量均跃升到百万级规模。2007年产量比2003年翻了一番。07年同比增长22%23.8%(万辆)2002-2007汽车产量2007年我国汽车细分市场情况2007中国十大汽车企业集团

产量集中度为83.4%

上汽、一汽、东风三大汽车集团产量纷纷突破百万辆大关，分别达156.1、146.5和115.5万辆，创各自历史新高，并引领车企向今年总产销千万辆前进。2006中外合资企业整车市场份额达52%2006年主要中外合资企业整车市场份额通用群众雷诺日产现代本田丰田PSA福特铃木其他轿车格局从“6+3〞向“7+10〞的变化我国轿车工业从八十年代起步，主要依托外方的资金和技术，从三大三小开场,逐渐构成了“6+3〞的格局随着产量和种类的添加，我国主要汽车集团不断壮大，自主开发才干有所加强，自主品牌开场走向市场。目前用“7+10〞来描画我国的轿车格局更为确切这种变化标志着在中外合资的领域里，中方要加强维护本身权益和提升话语权，提高利用外资的程度和逐渐构成以中方为主的中外协作格局。轿车轿车整车企业6+3格局

〔与国际主要汽车集团格局类似〕上海通用一汽群众，上海群众长安福特，江铃汽车天津一汽丰田，广州丰田北京飞驰—戴姆勒-克莱斯勒东风日产华晨宝马广州本田，东风本田东风标致雪铁龙+轿车企业“7+10〞格局+二汽北京长安华晨上海一汽广州2007年轿车产量前十位的市场份额情况2007中外合资企业轿车销量比例到达74%

自主品牌轿车占26%2007年经济型轿车依然为市场主体轿车排量2007年轿车按排量市场份额1.6~2.5L区间车型增幅最大，表达轿车向中型化开展趋势1.6升以下销量占57.6%汽车行业历年利润比较

2007年实现利润1199亿元同比增长61.8%2001—2007年整车出口

2007年汽车整车出口61.4万辆〔万辆〕2001-2007汽车零部件出口金额

2007年汽车零部件出口286.9亿美圆〔美圆十亿元〕2021年仍将坚持快速开展态势国民经济GDP增速将超9%，坚持扩展内需的方针，加强销费对经济增长的拉动作用；市场需求增长潜力大。我国每1000人拥有不到50辆汽车，而全球平均程度为120辆，美国为750辆。我国很多家庭还没第一辆汽车；我国汽车对海外市场的吸引力会越来越强：技术程度的提高，优越的性价比优势；2021年我国汽车需求消费汽车:1000万辆(比去年同期增长:↑12.6%)

其中:乘用车:730万辆〔其中轿车550万辆)

(比去年同期增长:↑21.49%)

其中:商用车:230万辆

(比去年同期增长:↑26.04%)2021年1—6月

我国汽车工业运转情况

累计消费汽车:519.96万辆

(比去年同期增长:↑16.71%)

其中:乘用车:365.31万辆

〔其中轿车271.75万辆〕

(轿车比去年同期增长:↑15.27%)

其中:商用车:154.65万辆

(比去年同期增长:↑18.48%)在国家宏观经济坚持安康开展的根底上,期望汽车可以坚持一个合理稳定的有利于市场成熟开展的速度,即总体坚持和国家GDP同步或稍高一点的10%左右的增长速率,轿车会适度提高一点到12-15%左右.按照这个增速开展,保守预测,我国可望在2021年成为世界第一汽车消费大国,到2021年左右成为世界第一汽车消费大国.政府加快职能转变,逐渐改动多头管理局面,构成顺应汽车社会需求的社会支撑体系企业重组兼并加快,进一步做强做大，在今后5年内能构成以八大集团为中心的汽车产业构造，涌现3-5家整车企业和1家零部件企业进入世界500强.自主开发才干大大提高,部分自主品牌汽车开场在用户心目中构成质量优越,价钱合理的首选品牌.汽车产品出口规范有序,出口效益明显提高,大型企业可以构成稳定的国内和海外的两个市场体系.汽车零部件企业加快重组整合,构成实力和规模,中国成为全球汽车零部件的重要消费基地和采购基地.对我国今后汽车工业的开展展望总结中国汽车工业经过55年的开展，曾经跻身到世界汽车制造大国的行列,产量世界第三,国内消费世界第二目前中国汽车工业的国际化根本完成了吸引国际汽车集团来华投资建厂，引进先进产品和技术，扩展国内市场的第一步国际化扩张还停留在初始阶段，还谈不上对其他国家汽车工业构成要挟。但国际化进程的步伐一定会加快，期望中国在近期内开展成为世界零部件的采购中心二、汽车复合资料运用现状及趋势

车用热固性复合资料玻纤加强树脂(FRP)如：玻纤加强不饱和聚脂片状模压成型SMC〔SheetMoldingCompound〕、团状模压成型BMC、冲压成型片材〔StampableSheet〕等与其他高分子资料相比具有强度高、刚度大、耐高温、本钱低,破损平安性好，独特的成型工艺〔可整体成型〕，减少了零部件紧固和接头数目等优良性能等优点，不断是汽车覆盖件最理想的非金属资料。FRP具有强度高、耐腐蚀、加工性好及可制造“A〞级外表汽车外覆盖件等特点，被广泛运用于汽车车身部件。早在1955年欧洲就开场在汽车上运用FRP，如今FRP全塑车身引起全球关注。例如，美国克莱斯勒公司开发的VIPER轿车车身由19件FRP零件组成，采用RIM工艺进展制造。美国通用公司开发的APV子弹头多用途游览车，其FRP件的运用量高达147kg/辆，其中SMC的用量为114kg/量。英国ELAN运动车采用真空辅助树脂注射〔VARI〕成型工艺制造汽车车身及构造件，FRP用量为150kg/量。此外法国雷诺公司的ESPACEMARKⅡ型面包车及意大利非亚持公司的微型车等车型在大量将FRP用作汽车车身方面获得了胜利。到1996年，北美汽车制造业SMC制造汽车零部件的用量上升到108.9kt〔与1995年的90.72kt相比添加了20%〕，其中包括27个制造厂消费的125种车型中的380种汽车零部件。其他运用部件还包括前/后盖、车门、车身扰流板、汽车轮胎盖板、车身支梁甚至整个车身车型部位材料板材厚度/mm涂装工艺轿车年产量/万辆雷诺

Clio前盖NORYLGTX2.5静电喷涂前在线涂装40梅赛德斯前盖NORYLGTX2.5静电喷涂前在线涂装20MCC斯马特所有车身板XENOY3.0免涂装，只使用聚氨酯清漆10车用热塑性复合资料

a.玻璃纤维毡加强热塑性复合资料〔GMT〕

玻璃纤维毡加强热塑性复合资料〔GlassMatReinforcedThermorplastic〕以玻璃纤维〔毡〕为加强资料，热塑性树脂为基体，经过加温、加压制成复合资料，简称GMT，是目前国际上极为活泼的复合资料开发种类，被视为世纪新资料之一。轻质高强度的GMT片材，经过构造优化设计，可取代部分金属资料，获得显著的减重效果，而且节省模具费用，〔仅为金属冲压模具的10～20％〕，并有利于多种零件组合，构成模块化消费方式。用GMT片材可较原金属件减重30～80％，能耗仅为钢制品的60～80％，铝制品的35～50％，价钱低于同体积的金属制品。GMT片材在汽车工业中的运用，已达40多种，主要有座椅骨架、保险杠、仪表板、发动机罩、电池托架、脚踏板、前端、地板、护板、后牵门、车顶棚、行李托架、遮阳板、备用轮胎架等部件。b．长纤维加强热塑性复合资料〔LFT〕

LFT加强资料是纤维延续纱或者短切玻璃纤维〔适宜于LFT-D〕，其组成资料可以是玻璃纤维、芳基纤维、碳纤维、钢纤维和其他可以构成延续纱的纤维。LFT-G的基体聚合物可以是各种热塑性塑料，常用的有PP〔56％〕，Nylon〔32％〕，其他的还有ABS、PPS、TPU、POM等等。为了改善界面强度，通常还需求界面改性剂，如偶联剂以及相容剂。LFT资料如今广泛运用在汽车工业中。Ticona公司的LFT产品〔Celstran和Compel〕胜利的运用在VWGolfⅣ型上。LFT在汽车中的详细运用

LFT材料LFT供应／生产厂家应用车型部位Stamaxlongglass/PPStamaxLLC／Faurecia2002款宝马迷你平台轿车front-endcarrierTwintexPPSaint-Gobain1999款克莱斯勒蝰蛇敞蓬车ModularinteriordoorTwintexPPSaint-Gobain1999款通用SkidplatesLongglassfiberPPCompositeProductsInc1994款道奇公羊T300皮卡Cab-backpanelLongglassfiberPPSwedishautomakerVolvo沃尔沃S70系列Integratedfront-endassemblyc．天然纤维加强热塑性复合资料〔NMT〕传统的纤维加强复合资料是由玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维或碳纤维等人造合成纤维组成的，它们普通都存在着耗能大、造价高、易呵斥环境污染等问题。与玻璃纤维及碳纤维相比，各种天然纤维(如麻纤维、竹纤维、甘蔗渣纤维等)具有价廉、可回收、可降解、可再生等优点，其复合资料的研讨与开发运用，近年来成为人们对资料研讨开发的热点之一。天然纤维复合资料在汽车工业的运用目前还局限在汽车内饰件上。戴姆勒-克莱斯勒公司曾经胜利的将天然纤维复合资料运用在了其消费的飞驰E系列轿车上。先前此类车的车门、车内部件用的是木纤维复合资料，如今用亚麻/剑麻毡加强的环氧树脂进展了交换，使得分量减轻了20%左右，而且，机械性能也得到了改善，尤其是对于平安维护方面。另外，用亚麻/剑麻毡加强复合资料可以成型更为复杂的立体构件，因此，这也更适用于车门外贴板等部件，以交换先前的资料。福特汽车公司设在德国的资料工程部门在研讨亚麻/PP注射成型方面获得了相当的进展，在新型的福特车中这种资料将用于制造冷却器架和引擎挡板等部件。用这种资料制造的部件分量比用玻璃纤维加强的资料轻25%左右。

天然纤维复合资料在汽车中的运用(NMT)

各种天然纤维(如麻纤维、竹纤维、甘蔗渣纤维等)具有价廉、可回收、可降解、可再生等优点，其复合资料的研讨与开发运用，近年来成为人们对资料研讨开发的热点之一。天然纤维复合资料在汽车工业的运用目前还局限在汽车内饰件上。

汽车零部件纤维种类聚合物纤维含量%车门板/衬垫洋麻/大麻，50/50聚丙烯50木纤维聚丙烯50杂物箱/后搁物架洋麻聚丙烯50亚麻聚丙烯50木纤维酚醛树脂85座位靠板/货车车厢地板亚麻聚丙烯50备胎盖/车身后壁板亚麻聚丙烯50木纤维聚丙烯50其它内装饰板洋麻聚丙烯50亚麻聚丙烯50D.碳纤维加强复合资料

几十年前即有预言，碳纤维加强复合资料将取代金属，用于制造汽车底盘，这一预言正逐渐实现。2003年DaimlerChrysler公司推出的DodgeViper型跑车的挡板支架系统所采用的资料碳纤维复合资料,这项技术也是碳纤维在大型底盘和车身外部部件上的初次运用。碳纤维复合资料的挡板支架薄壁虽只需2mm，却能支撑着整个车身前端，而且有34个零件在这里结合，刚性提高了22％。近年来，日本开场研讨采用碳纤复合资料,基体树脂采器具有较高玻璃化转变温度的聚醚酮，这样碳纤复合资料的比抗拉强度优于铝合金的比抗拉强度。替代目前正在运用的铝合金来制造汽车涡轮增压器压气机叶轮，具有强度高、耐久性好和可靠性高的优点，并使叶轮质量减轻了48％，降低了转子惯量，提高了转子加速性能，缩短了涡轮增压器的呼应滞后。近年来，世界各国都努力于研讨新一代磨阻资料取代石棉摩擦资料，其中碳纤维复合资料具有比强度高、比弹性高，耐热性好，耐磨损等优点，已成为加强效果很好的石棉代用品。碳纤维——陶瓷刹车盘安装，国内已有厂家消费并有出口。

三.汽车复合资料零部件

主要种类及成型工艺

复合资料汽车车身a．高级全塑跑车。骨架构造件采用碳纤加强塑料，如美国GM公司的“Ultralite〞，车身体料本钱为1.3万美圆，外覆盖件采用玻纤加强塑料。全塑车身均用于高档的运动车。b．复合资料概念全塑车CCV〔CompositeConceptVehicle〕。车身采用玻纤加强热塑性聚酯注射成型，如Chrysler公司的“Ticona〞，采用注射成型，用于大批量消费的CCV。c．普通高级乘用车。骨架构造件采用金属件，外覆盖件采用塑料件，如“Saturn〞。复合资料汽车零部件外装饰件：保险杠、挡泥板、车轮罩、导流板、前后翼子板、举升门等。其运用特点是以塑代钢，减轻汽车本身质量；内装饰件：仪表板、车门内板、副仪表板、杂物箱盖、座椅及各类护板等。其运用特点是平安、环保和温馨；功能与构造件：油箱、散热器水室、空滤器罩、风扇叶片以及发动机进气管、气缸盖罩等。其运用以采用高强度复合资料为特点；后举门

序号公司车型后举门材料工艺1美国GMOLDSSMC2FIEROSMC3SaturnSW!SMC4美国FordFordSMC5日本三菱スタリオンSMC6意大利FIATTipoBMC7UnoTurboZMC8法国CitroënCitroën-BXZMC9Citroën-ZXZMC10奔驰公司BenzAclassGMT、PBT/PC11SportsCoupéCL203SMC12北京切诺基213SMC(已国产化)13神龙公司富康两箱轿车-ZXZMC(尚未国产化)轿车后举门〔Tailgate〕是车身的重要零部件之一，由于后风窗的存在，其具有两大特点，首先要求后举门上部窗框处具有良好的刚性与强度，其次是后举门构造复杂，冲压成型困难，且消费中采用金属冲压成型工艺时资料利用率较低〔仅有66%〕，因此，国外众多两箱车多采用纤维加强塑料资料后举门。采用加强塑料不仅分量轻，而且便于消费，综合本钱低于金属后举门。如雪铁龙--ZX后举门采用长玻纤加强复合资料注射〔ZMC〕成型后举门，其分量仅为7.9kg。Mercedes-BenzA级车采用GMT骨架、PBT/PC合金的热塑性塑料后举门，GM公司的SaturnSW1游览车采用SMC后举门。目前国外采用加强塑料后举门的车型见下表：后举门资料工艺构造方面，目前国外主要有以下三种构造方式：全部采用热塑性资料构造方式:内外板均采用热塑性塑料，如BenzAclass后举门内板采用GMT资料热压成型工艺，外板采用PBT/PC合金注射成型工艺。热塑性和热固性资料混合的构造方式全部采用热固性资料〔SMC、BMC、ZMC〕的构造方式车灯部件

车型

前大灯材料后灯材料

标致

607PP,PC,UPABS,PMMA

福特蒙迪欧PPTV40,PC,UPABS,PMMA

AUDIA4PPT40,PC,UPPC+ABS,PMMA

福特嘉年华PPTD20,PC,UPGF15ABS,PMMA

大众途安PPTV40,PC,UP(GF+MD)ABS,PMMA随着汽车在质量上和档次上的提高，汽车灯具不再是一种单纯的平安件，而且成为汽车上重要的外饰件。为顺应这种趋势，汽车灯具正在逐渐向全塑化开展。前大灯。思索到大灯玻璃的透明性、耐候性、耐冲击性以及易于成型加工，多数外表采用涂敷硬腊的PC资料，从而进一步提高了耐擦伤和耐候性。前大灯反射镜壳，为了满足耐热性以及外表处置要求，普通采用BMC、PPS、PC、PBT等制成。后排指示组合灯。灯罩资料为PMMA，灯壳为填充改性PP，它们之间用热熔胶粘结剂粘接。随着振动焊接技术的开展，灯壳资料开场采用耐候ABS，这样灯壳和灯罩之间可用振动焊接，也便于资料的再生利用。表14不同车型车灯的所采用的资料

进气岐管发动机周边塑料化普及率最高的部件是进气歧管。它为塑料在工程构造件方面的运用铺平了道路。利用塑料的整体化成型工艺和对汽车轻量化的明显作用，将对加工本钱、设计、平安性和燃料耗费带来明显益处。玻纤加强PA66或PA6是制造塑料进气歧管的首选资料。塑料导热率低，低温空气密度较大，因此可提高空燃比，从而提高了发动机的效率。1998年，欧洲和北美消费的80多种汽车都将运用PA进气歧管，今后10年用于进气歧管的PA用量将添加18kt。车型塑料进气歧管质量(kg)主要材料标致

2061.2PA66GF35福特蒙迪欧1.8PA6GF30奥地

A44PA6GF30福特嘉年华1.8PA66GF30大众高尔夫2.8PA6GF30福特福克斯

CMAX1.7PA6不同车型进气歧管的资料进气歧管加工方法塑料进气歧管的资料可用35％GF加强PA66或PA6以及PPS，但是由于进气歧管构造复杂，不能用普通的注塑成型。主要有两种先进加工方法：一种方法是利用熔芯注射成型，即采用低熔点合金做模芯进展一次注射成型，再在导热油中经过感应加热将模芯熔掉即可得到制品；另一种“两步法〞是将零件一分为二分别注射成型后，再用振动焊接将其合二为一成为制品。新开发的激光焊接法比振动焊接法成型条件温暖，制品焊接质量好，剩余应力小，可以焊接异形曲面，制取构造和外形更复杂的进气歧管，消费效率高，因此许多厂家投入相当大精神开发用于进气歧管的激光焊接尼龙牌号。目前国内90年代后期新近引进的车型，如上海群众Passat、Polo、东风标志PEUGEOT206、PEUGEOT307、丰田皇冠、锐志等等均采用塑料进气歧管。但轿车进气岐管目前几乎大部分依托进口。可喜的是国内部分企业已在国产发动机塑料进气岐管的开发上有所突破。一汽集团与BASF公司已完成6DG3柴油发动机的大型塑料进气歧管开发任务，2004年春季开场下线，用于红旗CA7180－4GE型轿车。投产前进展了严厉的实验，这是我国开发胜利的第一个工业化塑料进气歧管。宗申集团与天津大学协作胜利开发出465QE汽油机塑料进气岐管。另外，二汽和其他几个厂也有开发方案。我国应进一步加快原料和成型工艺开发，使中国汽车工业在产量迅速增长的同时，质量、性能和档次上也都上新台阶，真正跻身世界汽车制造工业前列。气门室盖发动机周边塑料件的另一大工程是摇臂盖〔亦称气门室盖〕。1990年乙烯基聚酯树脂热固性树脂复合资料制造的塑料气门室盖初次运用于美国汽车上。Cytec工业公司是美国这种复合资料的主要消费厂家，其运用的乙烯基聚酯树脂是由道化学公司供应的。如今该公司每年提供这种预制整体模塑料制造的气门室盖1200多万个，并被用于600多万辆美国制造的轿车和卡车上。发动机塑料气门室罩的特点为成型方便，本钱低，质量轻，比金属制品本钱降低50%，轻量化30%，而且大大降低噪音。塑料资料可选用玻璃纤维加强PA、玻璃纤维加强PET，如美国杜邦公司的Minlon21C〔PA+玻璃纤维和矿物填充剂〕和Rynite935〔PET+玻璃纤维〕。Amcomo公司拟将聚邻苯二甲酰胺和PI用于制造气门室盖，这些资料都具有翘曲小、热稳定、高冲击韧性、尺寸稳定等特点。顶棚

货车上开场运用低密度发泡状GMT成型顶棚内衬，制造设备投资少，容易换型。GMT资料用作车顶棚，是GMT片材近年来的重要开展，GMT一种新种类低密度片材。LD-GMT出现后，运用范围扩展。这种资料用作车顶棚，除具备刚性好，成型方便，尺寸稳定，可回收等优良特性外，还具有优良的声学特性和美学效果。四.近期国内汽车塑料及零部件

新资料、新技术开展目的

(1)无缝