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[摘 要]塑料结构件应用于汽车装饰方面有着非常重要的作用,塑料结构件代替金属结构件使汽车向轻量化与环保化的方向发展。它的应用能有效的提高资源利用率,减少污染物的排放,是一种环保、节能的新型汽车结构件,有着广阔的发展前景。本文主要从汽车内部装饰方面来探讨塑料结构件在汽车轻量化中的应用。
[关键词]塑料结构件;汽车;轻量化
中图分类号:TM771 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)28-0269-01
随着经济的进步与可持续发展理念的深入,我国的汽车行业正在经历一场环保革命,人们对汽车环保性与轻量化的要求越来越高,而塑料结构件在汽车装饰中的应用顺应了这一发展方向。塑料的制作过程是一种无污染、低能耗、效率高的加工过程,而且很多塑料材料使用过后能够回收再利用,是一种很好的环保节能型材料,值得广泛应用推广。
一、汽车轻量化发展的意义
近几年,我国的汽车行业发展规模越来越大,相应的能源和环保问题也日益突出,严重制约着可持续发展型社会的建设。为了解决这种局面,很多国家政府相继出台了限制车辆油耗及尾气排放的政策,以此减轻汽车发展对环境的污染。积极提倡发展汽车轻量化,提高汽车的燃油经济性、降低能耗、减少对环境的污染。
汽车轻量化能有效的减少油量的消耗,降低排放量。美国曾经对此做过一个实验,证明了汽车油耗与车体的质量呈线性关系,汽车自身的重量越高,它所消耗的燃油就越多,相应的它所排放的废气也越多。据有关资料显示,05年我国的石油消耗已经到达8000万吨,在能源紧缺的当今社会,节约能源显得非常重要,汽车轻量化是节能减排的重要对象。另外,从驾驶方面来说,减轻了汽车的自身重量,汽车的稳定性、加速性、振动、噪音等方面都能得到有效的提高。另外,从安全方面来看,汽车自身重量减轻后,与外物发生碰撞后,惯性比较小,能有效减小制动距离,车辆对人的冲击就减小很多,所以就会比原来更加安全。
所以说,汽车轻量化发展关系到我国能源规划战略和资源节约型社会的发展,关系到我国汽车工业自主创新与可持续发展,可见,汽车轻量化有较大的发展前景。
二、 汽车塑料应用现状和特点
(一)汽车塑料应用现状
随着环保理念的深入人心,塑料在汽车中的应用不断增加。每辆车上的塑料用量从上世纪70年代的60千克左右发展到现在的大约150千克,据统计,汽车上的塑料重量占车身重量的8.1%-12.0%左右,近今年,呈快速增长趋势发展。在发达国家中车用塑料已经占塑料总消耗的7.1-11%,还将积极往上增长。
据调查,目前比较常用的车用塑料有:聚氨酯、聚烯烃、聚氯乙烯、聚丙、尼龙等等,其中聚烯烃密度小,具有很好的使用性能,而且成本也比较低,未来发展前景较好。
(二) 汽车塑料应用特点
1. 质量轻
很多塑料的密度比较低,大约在0.81-0.21g/cm3之间,铝的密度为2.7g/cm3,钢板的密度为7.81g/cm3。所以说用塑料做车内装饰,能大大减轻车的重量,进而减少能耗,降低排放量。
2. 多特性
随着技术的发展,越来越多的新型塑料类型被应用与汽车装饰中,增加了汽车应用塑料的多样性。比如有不同塑料的填料、硬化剂等制作的高性能塑料,不仅能满足汽车行业对功能型塑料的要求,而且能满足汽车的各种综合性指标要求。
3. 制作过程简单
塑料在制品加工过程非常简单,而且能较容易的制作出形状复杂的车用塑料制件,而且成本也比较低。比如,一次加工成型的装饰成型件。
4. 降噪、缓冲效果好
由于塑料具有很好的弹性功能,所以塑料制品在遇到碰撞时,在弹性变形的过程中,可以吸收大量的碰撞能量,汽车在发生强烈碰撞时,它可以起到缓冲的作用,减少因碰撞带来的伤害。另外,塑料还具有很好的消音、降噪功能,所以采用塑料结构件做车内装饰,能从各方面保护乘客,而且能提高乘坐的舒适性。比如,塑料转型盘能有效的减轻因紧急制动而引起的它对车内人员的撞击力度,减少伤害。
5. 耐腐蚀性
钢、铁、铝的耐腐性性能比较小,而一般塑料对酸碱、有机溶剂等具有良好的抗腐蚀性,比如用聚乙烯制作的汽车油箱,大大延长了油箱的使用寿命。
6. 美观、大方
塑料的可装饰性比较广泛,它可以通过调价各种着色剂,来达到不同的色彩效果,增加结构配件的欣赏性,使之更加美观大方,而且质感很好,有利于车身及附件的造型要求。
三、 塑料结构件在汽车轻量化中的应用
(一) 座椅
汽车内的座椅一般是由高分子材料组合而成,有骨架、表皮和缓冲垫形成,表皮材料可以根据顾客的要求或者是汽车的档次来进行选择,可供选择地表皮材料有:人造革、化纤纺织品、真皮、人工皮以及真丝等等。座椅缓冲材料的选择需要选用的软质高弹性PU,软质PU材料可以用冷/热硫化法进行生产,但是冷硫化法生产方式在设备投资以及材料性能方面要优于热硫化法。为了使座椅更加舒适,可以改变缓冲垫的密度和软硬度。比如奥迪A6轿车靠背上的缓冲垫利用天然纤维浸胶材料,透气性非常好,增加其舒适性。
(二) 方向盘
方向盘的结构制作需要坚固、轻便、耐磨、外韧内软等,一般采用自结皮硬质PU泡沫材料经过高压或低压发泡而成,然后利用PVC、PU等树脂将其包覆。骨架材料的选用考虑到轻量化问题,可以选用玻璃纤维增强PA替代铁芯。
(三) 顶棚
汽车顶棚的设计起着重要的装饰、隔热、隔音等功能。顶棚一般由基材和表皮构成。基材材料的选择要求质量轻、刚性好、易成型等特点。一般使用热塑性聚氨酯发泡内材,如PP发泡片材、玻璃纤维瓦楞纸等作为他的发泡内才使用。表皮材料一般选用无纺布、TPO等材料。我国制作汽车时,顶棚一般采用玻璃纤维、无纺涤纶布材料层压制而成。
(四) 仪表板
汽车仪表板是汽车内饰的主要组成部分,它主要起着安装仪表、空调开关、暖风及灯具的作用。汽车上的仪表分为轻质仪表和硬质仪表两种类型,硬质仪表板经一次加工而成,再经过。涂装就可以投入使用使用。这种仪表板对表面的要求很高,对材料要求耐湿、刚性好,而且不易变形。
软质仪表板一般由缓冲材料、表皮、骨架等组成,骨架材料不同厂家的不同要求,采用的材质也会有所不同,有的采用硬纸板、木材,有的采用合金材质等。表皮材料采用带有皮纹的PVC/ABS合金片材,以骨架为内模,用真空吸塑法将表皮材料复在骨架上,这样制作成的仪表既美观又有良好手感,颇受人们的欢迎。
结语:汽车轻量化发展顺应了社会发展的需求,不仅能改进汽车的性能,而且能降低油耗,减少废气的排放,对我国可持续发展的有着重大的贡献,需要国家和人民大力支持。
参考文献
[1] 马鸣图,魏莉霞,朱丽娟.塑料复合材料在汽车轻量化中的应用[J].化工新型材料2011,39(11):110-111.
[2] 晓青.塑料助力汽车轻量化,驶向绿色未来[J].国外塑料2012(7):60-63.
[3] 朱俊.塑料技术开创汽车轻量化的新时代[J].上海塑料2009(4):23-27.
[4] 李春梅.汽车用塑料的现状和发展趋势中国[J].科技博览2012(28):216-217.
[关键词]塑料结构件;汽车;轻量化
中图分类号:TM771 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)28-0269-01
随着经济的进步与可持续发展理念的深入,我国的汽车行业正在经历一场环保革命,人们对汽车环保性与轻量化的要求越来越高,而塑料结构件在汽车装饰中的应用顺应了这一发展方向。塑料的制作过程是一种无污染、低能耗、效率高的加工过程,而且很多塑料材料使用过后能够回收再利用,是一种很好的环保节能型材料,值得广泛应用推广。
一、汽车轻量化发展的意义
近几年,我国的汽车行业发展规模越来越大,相应的能源和环保问题也日益突出,严重制约着可持续发展型社会的建设。为了解决这种局面,很多国家政府相继出台了限制车辆油耗及尾气排放的政策,以此减轻汽车发展对环境的污染。积极提倡发展汽车轻量化,提高汽车的燃油经济性、降低能耗、减少对环境的污染。
汽车轻量化能有效的减少油量的消耗,降低排放量。美国曾经对此做过一个实验,证明了汽车油耗与车体的质量呈线性关系,汽车自身的重量越高,它所消耗的燃油就越多,相应的它所排放的废气也越多。据有关资料显示,05年我国的石油消耗已经到达8000万吨,在能源紧缺的当今社会,节约能源显得非常重要,汽车轻量化是节能减排的重要对象。另外,从驾驶方面来说,减轻了汽车的自身重量,汽车的稳定性、加速性、振动、噪音等方面都能得到有效的提高。另外,从安全方面来看,汽车自身重量减轻后,与外物发生碰撞后,惯性比较小,能有效减小制动距离,车辆对人的冲击就减小很多,所以就会比原来更加安全。
所以说,汽车轻量化发展关系到我国能源规划战略和资源节约型社会的发展,关系到我国汽车工业自主创新与可持续发展,可见,汽车轻量化有较大的发展前景。
二、 汽车塑料应用现状和特点
(一)汽车塑料应用现状
随着环保理念的深入人心,塑料在汽车中的应用不断增加。每辆车上的塑料用量从上世纪70年代的60千克左右发展到现在的大约150千克,据统计,汽车上的塑料重量占车身重量的8.1%-12.0%左右,近今年,呈快速增长趋势发展。在发达国家中车用塑料已经占塑料总消耗的7.1-11%,还将积极往上增长。
据调查,目前比较常用的车用塑料有:聚氨酯、聚烯烃、聚氯乙烯、聚丙、尼龙等等,其中聚烯烃密度小,具有很好的使用性能,而且成本也比较低,未来发展前景较好。
(二) 汽车塑料应用特点
1. 质量轻
很多塑料的密度比较低,大约在0.81-0.21g/cm3之间,铝的密度为2.7g/cm3,钢板的密度为7.81g/cm3。所以说用塑料做车内装饰,能大大减轻车的重量,进而减少能耗,降低排放量。
2. 多特性
随着技术的发展,越来越多的新型塑料类型被应用与汽车装饰中,增加了汽车应用塑料的多样性。比如有不同塑料的填料、硬化剂等制作的高性能塑料,不仅能满足汽车行业对功能型塑料的要求,而且能满足汽车的各种综合性指标要求。
3. 制作过程简单
塑料在制品加工过程非常简单,而且能较容易的制作出形状复杂的车用塑料制件,而且成本也比较低。比如,一次加工成型的装饰成型件。
4. 降噪、缓冲效果好
由于塑料具有很好的弹性功能,所以塑料制品在遇到碰撞时,在弹性变形的过程中,可以吸收大量的碰撞能量,汽车在发生强烈碰撞时,它可以起到缓冲的作用,减少因碰撞带来的伤害。另外,塑料还具有很好的消音、降噪功能,所以采用塑料结构件做车内装饰,能从各方面保护乘客,而且能提高乘坐的舒适性。比如,塑料转型盘能有效的减轻因紧急制动而引起的它对车内人员的撞击力度,减少伤害。
5. 耐腐蚀性
钢、铁、铝的耐腐性性能比较小,而一般塑料对酸碱、有机溶剂等具有良好的抗腐蚀性,比如用聚乙烯制作的汽车油箱,大大延长了油箱的使用寿命。
6. 美观、大方
塑料的可装饰性比较广泛,它可以通过调价各种着色剂,来达到不同的色彩效果,增加结构配件的欣赏性,使之更加美观大方,而且质感很好,有利于车身及附件的造型要求。
三、 塑料结构件在汽车轻量化中的应用
(一) 座椅
汽车内的座椅一般是由高分子材料组合而成,有骨架、表皮和缓冲垫形成,表皮材料可以根据顾客的要求或者是汽车的档次来进行选择,可供选择地表皮材料有:人造革、化纤纺织品、真皮、人工皮以及真丝等等。座椅缓冲材料的选择需要选用的软质高弹性PU,软质PU材料可以用冷/热硫化法进行生产,但是冷硫化法生产方式在设备投资以及材料性能方面要优于热硫化法。为了使座椅更加舒适,可以改变缓冲垫的密度和软硬度。比如奥迪A6轿车靠背上的缓冲垫利用天然纤维浸胶材料,透气性非常好,增加其舒适性。
(二) 方向盘
方向盘的结构制作需要坚固、轻便、耐磨、外韧内软等,一般采用自结皮硬质PU泡沫材料经过高压或低压发泡而成,然后利用PVC、PU等树脂将其包覆。骨架材料的选用考虑到轻量化问题,可以选用玻璃纤维增强PA替代铁芯。
(三) 顶棚
汽车顶棚的设计起着重要的装饰、隔热、隔音等功能。顶棚一般由基材和表皮构成。基材材料的选择要求质量轻、刚性好、易成型等特点。一般使用热塑性聚氨酯发泡内材,如PP发泡片材、玻璃纤维瓦楞纸等作为他的发泡内才使用。表皮材料一般选用无纺布、TPO等材料。我国制作汽车时,顶棚一般采用玻璃纤维、无纺涤纶布材料层压制而成。
(四) 仪表板
汽车仪表板是汽车内饰的主要组成部分,它主要起着安装仪表、空调开关、暖风及灯具的作用。汽车上的仪表分为轻质仪表和硬质仪表两种类型,硬质仪表板经一次加工而成,再经过。涂装就可以投入使用使用。这种仪表板对表面的要求很高,对材料要求耐湿、刚性好,而且不易变形。
软质仪表板一般由缓冲材料、表皮、骨架等组成,骨架材料不同厂家的不同要求,采用的材质也会有所不同,有的采用硬纸板、木材,有的采用合金材质等。表皮材料采用带有皮纹的PVC/ABS合金片材,以骨架为内模,用真空吸塑法将表皮材料复在骨架上,这样制作成的仪表既美观又有良好手感,颇受人们的欢迎。
结语:汽车轻量化发展顺应了社会发展的需求,不仅能改进汽车的性能,而且能降低油耗,减少废气的排放,对我国可持续发展的有着重大的贡献,需要国家和人民大力支持。
参考文献
[1] 马鸣图,魏莉霞,朱丽娟.塑料复合材料在汽车轻量化中的应用[J].化工新型材料2011,39(11):110-111.
[2] 晓青.塑料助力汽车轻量化,驶向绿色未来[J].国外塑料2012(7):60-63.
[3] 朱俊.塑料技术开创汽车轻量化的新时代[J].上海塑料2009(4):23-27.
[4] 李春梅.汽车用塑料的现状和发展趋势中国[J].科技博览2012(28):216-217.