YYYY年MM月DD日 dddd
汽车节能环保向轻量化发展 未来车用塑料突破式增长
来源:
|
作者:chinacaw
|
发布时间: 2014-10-20
|
4805 次浏览
|
分享到:
知名市场研究机构GrandView Research日前在其发表的报告中预测，2020年全球车用塑料市值有望突破400亿美元，至415亿美元。据悉，未来6年车用塑料行业需求的增长主要得益于一些严格的监管条例如美国平均燃油经济性标准（CAFE）的出台以及新材料在研发过程中取得的一系列重大突破。
近年来，节能降耗的市场需求不断向汽车轻量化设计施加压力。为更好地适应日趋严格的市场监管条例，众多汽车零部件生产商一直在寻找环境友好型材料来取代传统塑料。受其影响，汽车用高性能热塑性塑料备受瞩目。
业内人士称，当前车用塑料行业正在历经发展高峰期。未来的高性能聚合物质量将会更加轻便、抗冲击性及耐热性能也会更加强大。
“以前老款汽车中所用的塑料耐热性能太差，已不能满足当前的市场需求。因能忍受一些高温高压的极端环境，未来数年，PEEK、PMMA、TPV、TPO等工程塑料将成为市场上抢手的汽车零部件生产原料。”GrandView Research资深研究员Anshuman Bahuguna说道。
报告指出，在众多不同种类的材料中，工程塑料依旧具有很强的市场竞争力。近年来，碳纤维增强型塑料（CFRP）以及其他一些新材料在汽车生产领域的应用范围正在不断扩大。此前，这些材料只被应用与一些高端型汽车。
市场分析师称，全球车用塑料行业“瞬息万变”。一旦有性能更加优异、质量更为轻便的环境友好型材料问世，整个车用塑料市场又会为之沸腾，然后自动淘汰一些传统塑料。
近年来，塑料在汽车中的应用不断增多。目前，德国、美国、日本等国的汽车塑料用量已达到10%～15%，有的甚至达到了20%以上。从现代汽车使用的材料来看，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作的影子。且随着工程塑料硬度、强度、拉伸性能的不断提高，塑料车窗、车门、骨架乃至全塑汽车已逐步出现，汽车塑化进程正在加快。
应轻量化大势所趋
当前，世界汽车材料技术发展的主要方向是轻量化和环保化。减轻汽车自身的重量是降低汽车排放，提高燃烧效率的最有效措施之一，据悉，汽车的自重每减少10%，燃油的消耗可降低6%～8%。为此，增加塑料类材料在汽车中的使用量，便成为降低整车成本及其重量，增加汽车有效载荷的关键。
近年来，为了提升市场竞争优势，各车企纷纷研发并上马采用了轻量化设计的车型，大幅提高塑料的使用率。宝马2013年量产的 BMWi3纯电动汽车，外壳材料为塑料、底盘材料为铝合金，与传统同类车型相比，实现减重250~350千克。而这股以塑带钢的减重风在我国自主品牌中亦较为盛行。例如在轿车和轻型车中，CA7220小红旗轿车中的塑料用量为88.33kg，上海桑塔纳为67.2 kg，奥迪为89.98 kg，富康为81.5 k g，依维柯0041则为144.5 kg；在重型车中，斯太尔1491为 82.25kg，斯太尔王为120.5 kg。
“除轻量化外，塑料在汽车上的使用在一定程度上可降低产品成本。相对来说，塑料成型容易，使得形状复杂的部件加工十分便利，可为工程师节省磨具和工艺的调试时间，加速产品的商业化进程，有利于降本增效。”材料生产企业塞拉尼斯在接受盖世采访时表示。
节能环保是关键
塑料的应用，轻量化的推广，主要目的是推进汽车节能减排的进程，减少对外界环境的污染。然而，由塑料所引发的车内环境污染亦不容忽视。
近年由于车内空气污染导致或诱发的疾病呈明显上升趋势，已经成为危害现代人类的最大威胁之一。据北京朝阳医院呼吸疾病教授郭兮恒介绍，车内挥发物，如苯类及甲醛，人在短时间内吸入后，会出现中枢神经系统麻醉，轻者有头晕、头痛、恶心、胸闷、乏力、意识模糊，严重者可致昏迷以致呼吸、循环衰竭而死亡。如果长期接触一定溶度的甲苯、二甲苯会引起慢性中毒，出现头痛、失眠、精神萎靡、记忆力减退等神经衰弱样症候群。
因此，低散发材料的研发使用尤为关键和迫切。事实上,一些环保原材料厂商已推出了一系列解决方案，如锦湖日丽的塑可净?，比传统内饰塑料散发降低60%以上；塞拉尼斯也已成功开发出一系列低散发、免喷涂材料来用作汽车内外饰件如Hostaform? XAP2 POM、Hostaform? MetaLXTM POM，其中免喷涂MetaLXTM POM在保证产品金属光泽和质感的条件下，还具备优异的抗刮擦性能，同时减少喷涂/电镀的设备、人工等的投入，为汽车部件的制造提供了简易且低成本的途径。
据悉，2015年国家将出台车内空气质量强制性标准，这对整车厂及零部件供应商、材料生产商提出了更高的要求，未来将会有更多低散发材料产品推出，给车内一片清洁将不再是一句口号。
塑料汽车是否安全
传统的观念普遍认为，轻薄的产品安全系数较低。然中国汽车工程学会产业研究院运行总监王智文在接受采访时指出，汽车并不是车越重越安全。即使汽车上使用很轻的材料，如果采取高强度的加工工艺，也能达到很轻但弹性非常好的效果，从而也就越安全。”
在强度上，工程塑料中部分并不输于金属，其中的聚甲醛（POM）更是有“赛钢”之称。该产品由塞拉尼斯发明，既有类似于金属的强度、硬度（与PC/ABS相比，其强度高出600-700Mpa），同时具有较高的抗疲劳性、抗冲击性、耐腐蚀性和弹性。此外，该产品在很宽的温度和湿度范围内都具有很好的自润滑性和稳定性。目前已被广泛应用汽车诸多部件，如燃油系统、保险杠支架、轴承等。
工程塑料在拥有类似金属硬度、强度的基础上，还兼具“柔美”之性能，其弹性变形的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，对车辆和乘客起到保护作用。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。同济大学汽车学院教授王宏雁表示，车身在安全性设计时希望能够通过结构的变形吸收一部分碰撞能量，以塑料制造的车身，只要结构涉及合理，制造工艺得当，其安全性应该比金属材料车身要好。
除了车身部件，如前述所讲，工程塑料开始由小部件开始向车身大部件上拓展，如德国大陆为提高汽车驾驶安全系数，将6165A6 PPS(聚苯硫醚)作为汽车用材料融入到新型汽车挡风玻璃系统中的影像装置零件中。该公司称，挡风玻璃安全性能的高低是衡量汽车整体功能的关键，6165A6 PPS是一种机械性能极强的聚合物，这种混有65%玻璃和矿物纤维的增强型工程塑料能够最大限度减少材料弯曲度，是理想的车用塑料。
在此并非夸张或强调塑料的安全性有多高，从事实来讲，在部分安全部件上，塑料的确暂时无法代替金属。以上更多是为疏导车企和消费者理念，记者在之前的走访中了解到，目前部分车企在新车研发中承认和使用了塑料制品，然就在量产时处于销量和安全考虑，打了退堂鼓。如果材料经过安全考核标准，却不让其发挥光热，的确是件憾事。
从总体来说，汽车塑料已由普通装饰件开始向结构件、功能件方向发展；汽车塑料材料向强度更高、冲击性更好、超高流动的复合材料和塑料合金方向发展，然对于全塑汽车的推广，未来还有一段长路要走，不仅仅是安全问题，还涉及到老化、回收等问题，这有待技术的进一步提高。
近年来，节能降耗的市场需求不断向汽车轻量化设计施加压力。为更好地适应日趋严格的市场监管条例，众多汽车零部件生产商一直在寻找环境友好型材料来取代传统塑料。受其影响，汽车用高性能热塑性塑料备受瞩目。
业内人士称，当前车用塑料行业正在历经发展高峰期。未来的高性能聚合物质量将会更加轻便、抗冲击性及耐热性能也会更加强大。
“以前老款汽车中所用的塑料耐热性能太差，已不能满足当前的市场需求。因能忍受一些高温高压的极端环境，未来数年，PEEK、PMMA、TPV、TPO等工程塑料将成为市场上抢手的汽车零部件生产原料。”GrandView Research资深研究员Anshuman Bahuguna说道。
报告指出，在众多不同种类的材料中，工程塑料依旧具有很强的市场竞争力。近年来，碳纤维增强型塑料（CFRP）以及其他一些新材料在汽车生产领域的应用范围正在不断扩大。此前，这些材料只被应用与一些高端型汽车。
市场分析师称，全球车用塑料行业“瞬息万变”。一旦有性能更加优异、质量更为轻便的环境友好型材料问世，整个车用塑料市场又会为之沸腾，然后自动淘汰一些传统塑料。
近年来，塑料在汽车中的应用不断增多。目前，德国、美国、日本等国的汽车塑料用量已达到10%～15%，有的甚至达到了20%以上。从现代汽车使用的材料来看，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作的影子。且随着工程塑料硬度、强度、拉伸性能的不断提高，塑料车窗、车门、骨架乃至全塑汽车已逐步出现，汽车塑化进程正在加快。
应轻量化大势所趋
当前，世界汽车材料技术发展的主要方向是轻量化和环保化。减轻汽车自身的重量是降低汽车排放，提高燃烧效率的最有效措施之一，据悉，汽车的自重每减少10%，燃油的消耗可降低6%～8%。为此，增加塑料类材料在汽车中的使用量，便成为降低整车成本及其重量，增加汽车有效载荷的关键。
近年来，为了提升市场竞争优势，各车企纷纷研发并上马采用了轻量化设计的车型，大幅提高塑料的使用率。宝马2013年量产的 BMWi3纯电动汽车，外壳材料为塑料、底盘材料为铝合金，与传统同类车型相比，实现减重250~350千克。而这股以塑带钢的减重风在我国自主品牌中亦较为盛行。例如在轿车和轻型车中，CA7220小红旗轿车中的塑料用量为88.33kg，上海桑塔纳为67.2 kg，奥迪为89.98 kg，富康为81.5 k g，依维柯0041则为144.5 kg；在重型车中，斯太尔1491为 82.25kg，斯太尔王为120.5 kg。
“除轻量化外，塑料在汽车上的使用在一定程度上可降低产品成本。相对来说，塑料成型容易，使得形状复杂的部件加工十分便利，可为工程师节省磨具和工艺的调试时间，加速产品的商业化进程，有利于降本增效。”材料生产企业塞拉尼斯在接受盖世采访时表示。
节能环保是关键
塑料的应用，轻量化的推广，主要目的是推进汽车节能减排的进程，减少对外界环境的污染。然而，由塑料所引发的车内环境污染亦不容忽视。
近年由于车内空气污染导致或诱发的疾病呈明显上升趋势，已经成为危害现代人类的最大威胁之一。据北京朝阳医院呼吸疾病教授郭兮恒介绍，车内挥发物，如苯类及甲醛，人在短时间内吸入后，会出现中枢神经系统麻醉，轻者有头晕、头痛、恶心、胸闷、乏力、意识模糊，严重者可致昏迷以致呼吸、循环衰竭而死亡。如果长期接触一定溶度的甲苯、二甲苯会引起慢性中毒，出现头痛、失眠、精神萎靡、记忆力减退等神经衰弱样症候群。
因此，低散发材料的研发使用尤为关键和迫切。事实上,一些环保原材料厂商已推出了一系列解决方案，如锦湖日丽的塑可净?，比传统内饰塑料散发降低60%以上；塞拉尼斯也已成功开发出一系列低散发、免喷涂材料来用作汽车内外饰件如Hostaform? XAP2 POM、Hostaform? MetaLXTM POM，其中免喷涂MetaLXTM POM在保证产品金属光泽和质感的条件下，还具备优异的抗刮擦性能，同时减少喷涂/电镀的设备、人工等的投入，为汽车部件的制造提供了简易且低成本的途径。
据悉，2015年国家将出台车内空气质量强制性标准，这对整车厂及零部件供应商、材料生产商提出了更高的要求，未来将会有更多低散发材料产品推出，给车内一片清洁将不再是一句口号。
塑料汽车是否安全
传统的观念普遍认为，轻薄的产品安全系数较低。然中国汽车工程学会产业研究院运行总监王智文在接受采访时指出，汽车并不是车越重越安全。即使汽车上使用很轻的材料，如果采取高强度的加工工艺，也能达到很轻但弹性非常好的效果，从而也就越安全。”
在强度上，工程塑料中部分并不输于金属，其中的聚甲醛（POM）更是有“赛钢”之称。该产品由塞拉尼斯发明，既有类似于金属的强度、硬度（与PC/ABS相比，其强度高出600-700Mpa），同时具有较高的抗疲劳性、抗冲击性、耐腐蚀性和弹性。此外，该产品在很宽的温度和湿度范围内都具有很好的自润滑性和稳定性。目前已被广泛应用汽车诸多部件，如燃油系统、保险杠支架、轴承等。
工程塑料在拥有类似金属硬度、强度的基础上，还兼具“柔美”之性能，其弹性变形的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，对车辆和乘客起到保护作用。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。同济大学汽车学院教授王宏雁表示，车身在安全性设计时希望能够通过结构的变形吸收一部分碰撞能量，以塑料制造的车身，只要结构涉及合理，制造工艺得当，其安全性应该比金属材料车身要好。
除了车身部件，如前述所讲，工程塑料开始由小部件开始向车身大部件上拓展，如德国大陆为提高汽车驾驶安全系数，将6165A6 PPS(聚苯硫醚)作为汽车用材料融入到新型汽车挡风玻璃系统中的影像装置零件中。该公司称，挡风玻璃安全性能的高低是衡量汽车整体功能的关键，6165A6 PPS是一种机械性能极强的聚合物，这种混有65%玻璃和矿物纤维的增强型工程塑料能够最大限度减少材料弯曲度，是理想的车用塑料。
在此并非夸张或强调塑料的安全性有多高，从事实来讲，在部分安全部件上，塑料的确暂时无法代替金属。以上更多是为疏导车企和消费者理念，记者在之前的走访中了解到，目前部分车企在新车研发中承认和使用了塑料制品，然就在量产时处于销量和安全考虑，打了退堂鼓。如果材料经过安全考核标准，却不让其发挥光热，的确是件憾事。
从总体来说，汽车塑料已由普通装饰件开始向结构件、功能件方向发展；汽车塑料材料向强度更高、冲击性更好、超高流动的复合材料和塑料合金方向发展，然对于全塑汽车的推广，未来还有一段长路要走，不仅仅是安全问题，还涉及到老化、回收等问题，这有待技术的进一步提高。
