汽车用塑胶材料

1、2011.03.312011-4-611,汽车用塑胶材料品级标准的研究与展望,副总工程师汤瑞麟,2011.03.31,T.R.L,2,安全性 节能减排 个性化 最佳性价比 优良品质 特殊特性,安全性,节能减排,个性化,最佳性价比,优良品质,特殊特性,现代汽车业面临的挑战 安全、低碳绿色、个性化和最佳性价比,33,汽车外观设计 国内完整的汽车自主设计开发的新模 式 汽车外观设计 COLORDESIGN色彩设计 2011.03.31T.R.L,品级标准产生的必要性,现代汽车业面临的挑战,节能减排的各项措施 能源多元化 轻量化 汽车性能要求的提升 性能要求的多元化 提出更高性能要求 环保法规的提出,

2、有害气体有害物质限制法规 汽车禁用物质要求（征求意见稿） RoHS法规 回收法规的要求 汽车产品回收利用技术政策（2006） ELV指令,各类、等级车型的不同要求 新工艺、新技术的不断涌现 消费群体的个性化,消费群年龄调查,100 90 80 70 60 % 50 40 30 20 10 0,2010,2012,2017,年份,汽车产品回收利用技术政策（2006）,材料的再利用率 可回收利用率,2011.03.31,T.R.L,4,混合动力汽车,传统汽车电气 化,纯电动汽车,传统汽车,现代汽车“节能减排”的措施之一能源多元 化,2011.03.31,T.R.L,5,Manufacture,Co

3、nceptual lightweight,Material choice,Structural optimization,汽车轻量化是设计、制造与材料的技术集成应用,现代汽车“节能减排”的措施之二 汽车用材料轻量化,2011.03.31,T.R.L,6,欧盟2005/64/EC指令在2000/53/EC指 令 有害气体有害物质限制法规 汽车禁用物质要求（征求意见稿） RoHS法规 回收法规的要求 汽车产品回收利用技术政策（2006） ELV指令,国内外汽车回收利用现状单位：万辆,20,7,汽车性能设计要求的提升 汽车安全、回收、再制造和限/禁物质法规的制订与宣贯,2011.03.31,T.,汽

4、车禁限用物质,我国汽车回收政策和法规,汽车废旧零部 件回收、再制 造,汽车回收利用,汽车性能设计要求的提升 汽车安全、回收、再制造和限/禁物质法规的制订与宣贯,汽车零部件制造工艺按车型/等级分等的外观品质和性能水平,工艺难度： ,品味： ,品味： ,品味： ,品味： ,品味： ,工艺难度：工艺难度：工艺难度： ,工艺难度： ,工艺难度： ,品味： ,硬质仪表板 PP ABS ABS+PC MPPO,A级,A级,半软质仪表板 PVC+ABS,PUR- E,ABS TPO,PUR-E, PP+EPDM-T20,B级,软质仪表板 PVC,PUR-E ,ABS PU,PUR-E, PC+ABS,C级,

5、软质仪表板 Leather ,PUR- E,ABS+PC,D级,2011.03.31,T.R.L,9,适当的物理性能,缓冲性、弹性回复性,抗撕裂性、剥离性,耐热性、低温抗冲击 性,隔热性、减震消音性,成型性 、可焊接（缝 合）性,耐磨性、抗划性,雾度等,手感柔软度、舒适感 色彩、纹理和光泽特 征格调及相互影响,色差控制与色牢度,色彩和材料相符性 色彩和人体工学, 外观美感与车型设计 风格、品位一致性,透气性、透湿性,抗霉菌,抗化学药物性,抗污性 气味(VOC) 可回收和再利用性,有害物资限量,阻燃性,汽车性能设计要求的提升内饰件的外观品质与特殊特性,2011.03.31,T.R.L,10,车型

6、用途 不同车型其材料要求不同 车型品质 同车型不同等级其材料要求 不同 零部件特殊特性要求 同车型同等级不同分布部位 的零部件其材料要求不同,汽车性能设计要求的提升按车型/等级分等的外观品质和性能水平,2011.03.31,T.R.L,11,5个月出现颜色变 浅；12个月变严重 发暗，严重变色。,紫外光稳定级PA 在零部件技术条件中应提出 耐光性要求,10个月出现局部发 白；10个月后一直 保持局部发白状态。,3个月出现严重变形 ，间隙增大，看到脱 位；3个月后一直保 持变形脱位状态。,3个月出现变形，完 全松脱现象；3个月 后一直保持变形松脱 状态。,PP+EPDM-T20 在零部件技术条件

7、中应提出 耐光性要求,PP+EPDM-T20 在零部件技术条件中应提出 尺寸稳定性要求,耐热级PP-T20 普通级PA6 在零部件技术条件中应提出 耐热性要求,汽车材料与性能不合理的匹配结果汽车涉及材料问题的产 生,2011.03.31,T.R.L,12,2011.03.31,T.R.L,13,汽车个性化要求的设计案例不同等级的门内板配置,1414,汽车外观设计 国内完整的汽车自主设计开发的新模 式 汽车外观设计 COLORDESIGN色彩设计 2011.03.31T.R.L,品级标准产生的可能性,2011.03.31,T.R.L,15,材料的特殊特性,对安全和政府法规有显著影 响。 对材料性

8、能、外观、可靠性 等导致客户满意程度的因素 有显著影响。,塑料的产生与发展,塑料的产生 1910年通用酚醛塑料公司开始生产 塑料的发展 多种类化到多品级化 1971年30多种树脂70多品种 现状：数千个品级 汽车对塑料材料的要求的提高 塑料材料在汽车中的应用范围扩大 新的加工工艺也大量的涌现,2011.03.31,T.R.L,16,材料品级标准,目的:定义符合汽车各个部位零部件使用的材料品级特殊特性。,本标准规定的材料特性适用于通风盖板本体、保险杠加强板、 前门三角护板、内饰柱护板、顶棚拉手、杂物箱体、背门护板、地 图袋、方向管柱护罩、后搁物板通风格栅、驾驶员搁脚板、HVAC新 风进风风道、小

9、支架、卡座、车内空调器总成外壳、除霜过渡风道、 新风进风口挡板等零件使用。,所有的塑料零件材料都要求进行标记，标识和标记使用符号及缩写 代号应符合Q/SHM XXX-XXX-2009汽车常用塑料及改性材料的标识 和标记 第1部分：标识系统和分类基础中的定义和规范，除了危 及安装、外观或者功能的情况（包括挤压、碾压成型件）之外。为 了便于塑料及其改性材料的回收、循环再利用，将材料标识符号明 显的地刻记在制品零件上。 示例：A柱护板用材料 PP-T20 ,2011.03.31,T.R.L,17,一个品级是否只对应一种材料？,技术引进的来源不同 原料产地和性能不同 汽车特殊特性的要求,特殊特性,组分

10、,改性方法,特殊特性 ISO/TS 16949-2002,不同工艺，不同组分的材 料只要符合一个品级材料 特殊特性的要求，就可以 定义为同一个品级。,生产工艺,2011.03.31,T.R.L,18,品级材料体系,高分子材料本身的特性 塑料的组分 树脂的组分和比例 改性剂、添加剂的组分和比例 多种组分之间的界面状态 塑料的结晶性 加工工艺影响,2011.03.31,T.R.L,19,品级材料体系,塑料,PP类,ABS类,PA类,PP-T20,PP-T30,PP+EPDM,PBT类,POM类,2011.03.31,T.R.L,20,类：主要组分相同的塑料 品级：应用上特殊特性要求相同的材料,塑料

11、改性材料品级标准,合计,2011.03.31,T.R.L,21,644,国内材料品级标准现行状态,原因,材料品级标准垄断 指定供应商 改性塑料起步晚差距大,现状,国内缺乏专门针对汽车的材 料品级标准,后果,简单的依靠试验检测沿用参 考车型的材料 听从供应商的随意推荐 质量不可控制,原材料性能等级； 生产工艺及其设备； 供应商经验和信息； 实际用料与设计要求不 一致现象。,2011.03.31,T.R.L,22,2323,汽车外观设计 国内完整的汽车自主设计开发的新模 式 汽车外观设计 COLORDESIGN色彩设计 2011.03.31T.R.L,品级标准的重要性,合理的材料设计和工艺选择,外

12、观 性能 加工性 经济性,性能稳定 良好外观,2011.03.31,T.R.L,24,合理的材料设计与性能设计,金属色POM 省掉喷漆或电镀工艺，节约成本 满足汽车内饰环保要求,chevrolet-malibu,高光泽耐候级ASA 避免使用电镀或者喷漆 耐候性能优良,Nissan-Xterra,2011.03.31,T.R.L,25,Chevrolet-Malibu,合适的制造工艺选择,Tuscani F-150 Mountaineer Mercury Sable Acura Mini Cooper,In Mold,Decoration,2011.03.31,T.R.L,26,材料选择过程,对

13、材料的特性范围的确认 对零部件的性能要求分析 零部件的功能要求 零部件的加工条件、 不同地区、不同部位的使用条件和环 境要求 对材料的可获得性和成本对比 选择对应的材料品级标准,2011.03.31,T.R.L,27,2828,汽车外观设计 国内完整的汽车自主设计开发的新模 式 汽车外观设计 COLORDESIGN色彩设计 2011.03.31T.R.L,品级标准的制订,材料品级标准制定原则,2011.03.31,T.R.L,29,北美GM; FORD; Chrysler 欧洲VW 日本Mazda,正在开发项目的需求 新材料的推广,国内成熟材料生产商的产品状态 国内成熟材料生产商的开发状况,材

14、料品级标准体系覆盖范围,塑料及其 改性材料,内外饰,底盘,车身,电器,空调,2011.03.31,T.R.L,30,品级标准体系的提出,多个车型材料应用数据库的收集和整理 X家同步开发商多次核对，其中3家已经进行过产品验证,2011.03.31,T.R.L,31,各类车型用材范围分析,对多个车型各零部件的材料 使用频次进行统计，可发现 在车型设计过程中，各种品 级使用频率的大小，从而可 以得出使用最为频繁的品级。 被频繁使用的材料应首先建 立对应的品级标准。,2011.03.31,T.R.L,32,汽车常用品级材料的特性分析,ABS应用特性,ABS+PC应用特性,PP应用特性,类,分,名称,汽车用ABS+PC耐热级材料性能,汽车用ABS+PC电镀级材料性能,汽车用ABS+PC吹塑级材料性能,汽车用ABS+PC紫外光稳定级材料性能,ABS+PC 类,2011.03.31,T.R.L,33,3434,汽车外观设计 国内完整的汽车自主设计开发的新模 式 汽车外观设计 COLORDESIGN色彩设计 2011.03.31T.R.L,品级标准的验证,品级标准的验证目的、依据和方法,产品审核,2011.03.31,T.R.L,35,过程审核,产品品质,目的 保证供应商