汽車常用的輕量化材料有:高強(qiáng)度鋼、鋁鎂合金、塑料及聚合物材料、樹(shù)脂基復(fù)合材料、碳纖維復(fù)合材料、玻璃纖維復(fù)合材料等。雖然鋼鐵材料仍在結(jié)構(gòu)材料中保持主導(dǎo)地位,但比例逐年下降,鋁鎂合金、工程塑料、復(fù)合材料等材料比例逐漸增加。“以塑代鋼”已成為汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì),可以做到從汽車結(jié)構(gòu)件擴(kuò)展到整個(gè)汽車的內(nèi)外飾件。
塑料是汽車上應(yīng)用最廣泛的輕質(zhì)材料。它是以合成樹(shù)脂為基體,加入不同的添加劑并在一定的溫度、壓力的作用下,塑造成各種形狀制品的高分子材料。塑料的種類繁多,按熱性能分為熱固性和熱塑性兩類;按應(yīng)用范圍又可分為通用塑料、工程塑料、高性能工程塑料。塑料幾乎可以應(yīng)用在汽車上的所有總成,行業(yè)內(nèi)習(xí)慣將它們分為內(nèi)裝(飾)件、外裝件和功能件(其他結(jié)構(gòu)件)。可以對(duì)汽車安全性、舒適性、輕量化、回收利用等的提升給予了較大的技術(shù)支援。
目前使用量最大的汽車塑料有PP(聚丙烯)、PUR(聚氨酯)、PVC(聚氯乙烯)、ABS、PA(聚醯胺或稱尼龍)和PE(聚乙烯)。隨著現(xiàn)代化塑料工業(yè)的發(fā)展,高性能工程塑料也越來(lái)越多的在汽車上應(yīng)用。
塑料在汽車制造上已經(jīng)具有50多年的應(yīng)用歷史,汽車塑料的用量是衡量一個(gè)國(guó)家汽車生產(chǎn)技術(shù)水準(zhǔn)的標(biāo)志之一。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始,汽車塑料的應(yīng)用在從內(nèi)飾件向外部飾件逐步擴(kuò)展的發(fā)展歷程。大量使用塑膠擠出制品,以替代各種昂貴的有色金屬和合金材料,既可提高汽車造型的美觀與設(shè)計(jì)的靈活性,降低零部件加工、裝配與維修的費(fèi)用,又可以降低汽車的能耗。在歐洲,車用塑料的重量占汽車自重的20%,而每輛德國(guó)車平均使用塑料接近300kg,占汽車總重量的22%。塑料在汽車上的應(yīng)用數(shù)量日益增加,特別汽車內(nèi)飾件對(duì)材料提出了更高的要求。利用塑料的質(zhì)輕、防、吸振、設(shè)計(jì)自由度大的特點(diǎn),現(xiàn)代汽車用塑料結(jié)構(gòu)件取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,并且是今後的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。
無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,汽車都是發(fā)展最快的工業(yè)行業(yè)之一,行業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)呈現(xiàn)“井噴式”增長(zhǎng)。汽車工業(yè)的迅速發(fā)展,拉動(dòng)了汽車制造材料的旺盛需求,直接刺激了塑料工業(yè)的發(fā)展速度,塑料在汽車制造業(yè)中扮演著越來(lái)越重要的角色。
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