汽车工业的发展同塑料工业的发展是密不可分的,近年来汽车轻量化已成为汽车材料发展的主要方向。汽车轻量化为塑料工业的发展提供了广阔的空间。据业内专家介绍,发达国家已将汽车用塑料量的多少作为衡量汽车设计和制造水平的一个重要标志。汽车一般部件重量每减轻1%,可节油1%;运动部件每减轻1%,可节油2%。国外汽车自身质量同过去相比已减轻了20%~26%。预计在未来的10年内,轿车自身的重量还将继续减轻20%。而塑料在汽车中的应用,使汽车轻量化成为现实。
2020年车用塑料量将达到500千克/辆
据了解,塑料件被用于汽车领域始于20世纪50年代,1959年福特汽车公司首先将聚氯乙烯溶胶应用于汽车制造业。20世纪60年代中期,已有少量的塑料件开始商业化生产。20世纪70年代合成树脂工业的迅速发展,为其在汽车领域的应用打下了坚实的基础。特别是20世纪80年代,轿车工业的快速发展促使车用材料也紧紧围绕着环保、节能、安全、舒适性和低成本这五个主题展开。目前,塑料在整车重量中的比例占到10%~15%,其他各类材料的比例为钢铁约65%~70%,铝约5%~10%,玻璃约2%~4%。
在过去30年内,汽车的塑料用量已从20世纪70年代初的50千克~60千克/辆上升到目前的150千克/辆,而且增长还在继续,其增长速度之快,主要是由于塑料的特性与人们对汽车的期望要求很搭配。
业内专家介绍,从现代汽车使用的材料看,无论是外装饰件、内装饰件,还是功能与结构件,到处都可以看到塑料制件的影子。外装饰件的应用特点是以塑代钢,减轻汽车自重,主要部件有保险杠、挡泥板、车轮罩、导流板等;内装饰件的主要部件有仪表板、车门内板、副仪表板、杂物箱盖、座椅、后护板等;功能与结构件主要有油箱、散热器水室、空气过滤器罩、风扇叶片等。
目前,工业发达国家汽车塑料的用量占塑料总消费量的8%~10%。20世纪90年代,发达国家汽车平均用塑料量100千克~130千克/辆,占整车整备质量的10%左右。日本每辆车平均使用塑料100千克,占车重的12%。欧洲大部分汽车用塑料,占车重的10%左右。1996年,北美轿车的塑料平均单车用量就达到了116.5千克,2003年又增加到了142千克。
近几年来,汽车用塑料的最大品种--聚丙烯,每年以2.2%~2.8%的速度快速增长。预计到2020年,发达国家汽车平均用塑料量将达到500千克/辆以上。
多种优势使车用材料对塑料材质青睐有加
首先,汽车材料应用塑料的最大优势是减轻车体的重量。“轻量化是汽车业追求的目标,塑料在此方面可以大显其威。”业内专家肯定地讲到,“一般塑料的比重在0.9~1.5,纤维增强复合材料比重也不会超过2.0,而金属材料的比重A3钢为7.6、黄铜为8.4、铝为2.7。”这就使得塑料材料成为汽车轻量化的首选用材。
其次,塑料成型容易,使得形状复杂的部件加工十分便利。例如仪表台用钢板加工,往往需要先加工成型各个零件,再分别用连接件装配或焊接而成,工序较多。而用塑料可以一次加工成型,加工时间短,精度有保证。
第三,塑料制品的弹性变形特性能吸收大量的碰撞能量,对强烈撞击有较大的缓冲作用,对车辆和乘员起到保护作用。因此,现代汽车上都采用塑化仪表板和方向盘,以增强缓冲作用。前后保险杠、车身装饰条都采用塑料材料,以减轻车外物体对车身的冲击力。另外,塑料还具有吸收和衰减振动和噪声的作用,可以提高乘坐的舒适性。
第四,塑料耐腐蚀性强,局部受损不会腐蚀。而钢材制件一旦漆面受损或者先期防腐做得不好就容易生锈腐蚀。
