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汽车塑料的下一个风口在哪?

来源:荣格-《国际汽车设计与制造》 发布时间:2021-04-07 856
工业金属加工汽车制造整车及零部件自动驾驶&车联网金属成型机床机加工总装与装配工程材料与轻量化塑料加工设备橡胶加工设备及零件工厂管理其他电子芯片电子芯片设计/电子设计自动化(EDA)设计/电子设计自动化(IP类软件) 研讨会报道
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——2021塑料创新应用及加工技术高峰论坛侧记

相关研究表明,新能源汽车每减少100kg重量,续航可提升10%-11%,同时可以减少电池以及日常的20%损耗成本。对于传统燃油汽车,车辆每减重100kg,CO2排放量可减少约5g/km。而在汽车轻量化的过程中,塑料材料起着非常重要的作用,“以塑代钢”也是行业长久以来的热点话题。


此外,人们对汽车质量的要求经历了从“静态质量”向“感官质量”的转变,用户体验以安全为基础向健康环保、舒适个性、智能科技的方向发展,创新、环保的汽车内饰材料也是汽车塑料的一个亮点应用。


据悉,2016年全球塑料市场价值237亿美元,预计汽车行业对塑料的需求将具有11%的年复合增长率,据全球市场洞察(GMI)咨询公司预计,到2024年,全球汽车塑料市场价值将超过500亿美元。在这一背景下,上海荣格工业传媒在2021年3月9-10日在上海举办了“2021塑料创新应用及加工技术高峰论坛”,除了在主会场探讨塑料行业的未来发展趋势,还开设了汽车、医疗、电子电器三大应用领域的分会场,聚焦塑料行业的新材料、新工艺、新技术。本期,我们把目光汇集在汽车塑料领域,看看2021年的汽车塑料有哪些新风向。

汽车内外饰CMF创新应用及降本增效
随着汽车市场的逐步成熟,消费者对汽车的感知质量要求越来越高。视觉感知是给消费者买车的第一感觉,也是打动消费者的“武器”之一。视觉感知好的产品主要从整体造型、细节特征、色彩搭配、材料应用、新技术新工艺上突出亮点,给人带来一种物超所值、高档奢华的满足感和最大程度的愉悦感。


因此,汽车内外饰的色彩、纹理和设计,零部件材料及制造工艺的合理选择,都是提高汽车舒适感和美观性的关键,赋予内外饰产品新的品质和价值。对于色彩材质应用发展趋势,北京汽车股份有限公司材料技术经理宋艳岭先生表示,目前,外饰高亮黑应用趋势明显;内饰主色调中,除黑/棕/红等颜色外,出现了其他颜色,例如紫白、蓝白、红白等作为内饰主色调;通过造型创意设计,在传统的免喷涂零部件上增加造型设计,在成本控制的前提下,也可大大提升零部件表面感知质量。


就色彩材质创新应用及将本增效而言,宋艳岭以北汽X7透光饰条为例,分享了不少实操经验:新产品不仅需要饰条和电器供应商的配合,甚至需要逐步集成触摸按键、显示等功能,智能表面的这一趋势让零部件厂逐步走向了集成化。“根据造型需求,汽车浅色内饰为未来发展趋势,而且内饰装饰件越来越多采用软质包覆材料,但这类材料不易清洁,严重影响客户感知质量,因此对内饰皮革面料的防污易清洁性能也提出了更高的要求。”

车用塑料的轻量化和电动化应用
新能源汽车的轻量化设计,是对汽车进行功能改进和结构进行优化设计,从而使其整体质量降低,以提高其性价比。在满足原有的行驶安全性、耐撞性、抗震性以及舒适性等性能的前提下,在汽车本身造价不被提高的基础上,有目标地减轻汽车自身的重量。


上海程达汽车零部件有限公司总经理顾超超先生就聚丙烯微发泡技术进行了具体的介绍:微发泡注塑是指以聚丙烯材料为基体,通过注塑工艺,在气体内压的作用下,使制品中间层密布尺寸为十到几十微米的封闭微孔,而两侧有着致密的表皮结构,从而达到省料和减重的目的。以聚丙烯材料为结晶性材料,在成型过程中材料由熔融态向固态转变时,分子链段有序排列,导致部件产品尺寸变小。


“聚丙烯微发泡技术可用于生产SUV风道、车身门板等产品,但其常常存在尺寸稳定性容易下降、耐热性差、刚性下降等问题,需要应用特殊的粉体处理技术提高组分相容性及材料刚性,采用高强度聚丙烯原料、更高效更合理的增韧体系以及特殊助剂可以解决这些问题。”顾超超分享道。


新能源汽车设计中,工程塑料产品的设计是轻量化设计的重要组成部分,零件一体化、组件模块化、整体化的目的是实现细小零部件的高度集成,从而减少零部件的数量,从而达成车身轻量化的目标。“在《中国制造2025》中关于汽车发展的整体规划中也强调了‘轻量化仍然是重中之重’,轻量化已然成为国家的重要战略,越来越多的研究机构和汽车行业将其研究工作的重点放在这一领域中。”他最后总结道。


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顾超超 总经理
上海程达汽车零部件有限公司


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钱光辉 车身技术总监/机械高级工程师
东风悦达起亚汽车有限公司


汽车轻量化发展趋势及研究总结
目前,国家正在着力推进双积分政策及大力发展新能源汽车,这对汽车车身提出了更高的要求,轻量化对于电动车的续航里程非常重要,这就对汽车的材质和工艺提出了新的挑战。“汽车轻量化技术是设计、材料与制造技术的集成应用,实现车身结构轻量化的主要途径有新材料的应用以及优化结构设计。”东风悦达起亚汽车有限公司车身技术总监/机械高级工程师钱光辉先生说道。


在现代汽车工业中,利用CAD/CAE/CAM等软件辅助汽车设计和制造已经成为不可或缺的环节。通过这类软件,企业能够建立数字化模型,准确实现车身的实体结构设计和局部设计,同时可以通过仿真计算来检验汽车结构的刚度、模态等参数,并且能够便捷地对汽车结构进行改造。此外,新型的车身连接工艺,例如激光焊接、无钉压铆、自冲铆接等技术,也可助力优化汽车结构设计。


而对于新材料的应用,钱光辉重点提了“以塑代钢”。“以塑代钢”是外装饰件材料选择的一大趋势,主要部件有保险杠,挡泥板,车轮罩,导流板等;而在仪表板、车门内板、顶棚、副仪表板、座椅支架等汽车的内饰件中,塑料应用更多;此外,部分高性能塑料还被应用于油箱,散热器水室等结构件和功能件中。


“与相同结构性能的钢材相比,塑料和复合材料一般可减轻部件的重量在35%左右。低密度与超低密度片状成型复合材料的发展提供了更多的潜力,在重量减轻与强度方面达到甚至超过了铝材,整体成本通常更低。”他说道,“但要推动新材料在汽车领域进一步的应用,能否可回收再利用、是否可以满足不同材料之间的通用性、成本能否降低、制作周期、材料安全性以及能否满足汽车全生命周期要求都是其制约因素。”


来源:荣格-《国际汽车设计与制造》



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