創(chuàng)新技術(shù)助推汽車(chē)塑化進(jìn)程

寂靜天花板

在汽車(chē)制造業(yè)中，節(jié)能環(huán)保一直是研發(fā)人員解決的主要問(wèn)題之一。當(dāng)下，用“綠色制造”重構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，用低碳理念重塑生活模式為一種趨勢(shì)， 尤其被國(guó)內(nèi)外汽車(chē)制造商所推崇。塑料及其復(fù)合材料是最重要的汽車(chē)輕質(zhì)材料，這些材料不僅在推進(jìn)輕量化進(jìn)程中擔(dān)當(dāng)重要角色，同時(shí)還可以提供較高的設(shè)計(jì)自由度，幫助OEM 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化。那么整車(chē)及部件生產(chǎn)企業(yè)面對(duì)多樣化的輕量化材料，該如何確保安全的基礎(chǔ)上選擇及應(yīng)用呢?
* [8 ^0 E) [; O4 }' Q9 I- ?$ k        作為塑料行業(yè)走勢(shì)和發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)，CHINAPLAS 2015 國(guó)際橡塑展匯集了全球業(yè)內(nèi)材料和加工技術(shù)方面的頂尖解決方案。來(lái)自39 個(gè)國(guó)家的3,275 名參展商在為期四天的展會(huì)上為到場(chǎng)的近13萬(wàn)觀(guān)眾呈現(xiàn)了一場(chǎng)橡塑行業(yè)的饕餮盛宴， 展出產(chǎn)品涵蓋創(chuàng)新材料、塑料加工設(shè)備及自動(dòng)化解決方案等，幫助汽車(chē)制造商解決他們面臨的能源、成本、效率等諸多挑戰(zhàn)。

7 |0 ^. N3 j* E. D9 A減重是汽車(chē)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的最直接、最有效措施之一。在此次橡塑展上，用于實(shí)現(xiàn)車(chē)輛減重的創(chuàng)新材料和應(yīng)用鱗比節(jié)次，比如巴斯夫聯(lián)合上海汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司及上海延鋒江森座椅有限公司展示的下一代輕量級(jí)概念車(chē)座椅。該座椅由三方聯(lián)合突破全塑料汽車(chē)座椅靠背骨架及坐盆技術(shù)，為上汽最新推出車(chē)型的前排座椅而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)， 并搭載上汽IGS 概念車(chē)于2015 年上海車(chē)展首次亮相。
* L, O6 f4 `) I- i: r" c8 ]        在這款輕量化座椅中，基于連續(xù)纖維增強(qiáng)塑料的巴斯夫Ultracom™熱塑性復(fù)合材料體系被用于代替金屬，其重量與傳統(tǒng)座椅相比減輕達(dá)20%，輕薄設(shè)計(jì)更為第二排乘客增加2.5 厘米的膝部空間。在提高駕乘舒適性、減輕重量（從而降低油耗）的同時(shí)，巴斯夫Ultracom ™還提供了優(yōu)異的強(qiáng)度、剛度和韌度，滿(mǎn)足了嚴(yán)格的法規(guī)要求。
        據(jù)了解，包膠成型材料Ultramid®是Ultracom ™體系的重要組成部分，這種聚酰胺具有優(yōu)異的抗刮傷性和出色的表面質(zhì)量，使座椅結(jié)構(gòu)得以暴露在外，成為一個(gè)獨(dú)特的設(shè)計(jì)元素。注塑成型工藝使靠背骨架獲得了極大的設(shè)計(jì)自由度，讓椅背的形狀更加舒適，并為個(gè)性化的座椅和內(nèi)飾空間打造提供了更多可能。此外，靠背使用的Ultramid®材料的揮發(fā)性有機(jī)物排放極低。
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7 \& {& N& w- ]$ J此外，塑料因具備質(zhì)輕、防銹、吸振、設(shè)計(jì)自由度大等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用范圍正在由內(nèi)飾件向外飾件、車(chē)身和結(jié)構(gòu)件擴(kuò)展。比如此次展會(huì)上盛禧奧展出的全新 ENLITETM 材料就是一款專(zhuān)門(mén)為汽車(chē)結(jié)構(gòu)件應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂。
( R& k/ Z2 Y9 Q6 f        在對(duì)韌性、尺寸穩(wěn)定性和耐熱性能有較高要求的應(yīng)用領(lǐng)域中，ENLITETM 結(jié)構(gòu)件聚合物系列可以用來(lái)取代鋼和鋁材部件，尤其適用于半結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用。據(jù)盛禧奧公司稱(chēng)，在保持極佳高抗沖擊性能、耐久性和優(yōu)秀的尺寸穩(wěn)定性的同時(shí)，ENLITETM PP-LGF 提供了價(jià)格合理的減重解決方案。
        此外，據(jù)了解，盛禧奧正利用ENLITETM 技術(shù)開(kāi)發(fā)其他玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂配方，如ABS-LGF 和其他改性合金等。這些玻璃纖維解決方案能夠在高溫（85℃）下提供更佳的尺寸穩(wěn)定性和韌性，能替代過(guò)度設(shè)計(jì)的聚酰胺（PA） 應(yīng)用。
, S* N2 C* [- h: w* i        全球最大的PA66 樹(shù)脂生產(chǎn)商之一奧升德公司此次在展會(huì)上推出了全新的增強(qiáng)級(jí)產(chǎn)品，具有更卓越的熱老化和耐化學(xué)性， 同時(shí)在減重方面更出色。該公司汽車(chē)業(yè)務(wù)全球業(yè)務(wù)總監(jiān) Philip Jeszke 表示：“汽車(chē)減重有兩個(gè)方法，一是直接把金屬換成塑料的。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬分析， 得出材料是否適合替代金屬零件。二是用更輕更好的塑料零件替代原來(lái)的塑料零件。開(kāi)發(fā)性能更好的材料來(lái)減少零件的重量或壁厚?！?br /> 5 M4 l) A7 f7 f1 |$ e" e
. L$ y. C3 `" X) U  c4 H: |該公司此次推出的全新PA66 牌號(hào)性能比傳統(tǒng)材料更好， 通過(guò)模擬分析結(jié)構(gòu)，可以把壁厚降低，減少3% 的重量，但穩(wěn)定性更高。除了直接通過(guò)以塑代鋼的方式達(dá)到輕量化的目的，汽車(chē)零部件制造商還會(huì)通過(guò)創(chuàng)新制造技術(shù)來(lái)進(jìn)一步減輕塑料零部件的重量。比如，微發(fā)泡技術(shù)通過(guò)對(duì)于氣體的控制來(lái)制作發(fā)泡零件， 通過(guò)此技術(shù)可減少材料消耗、縮短成型周期、降低產(chǎn)品密度， 在減輕重量之同時(shí)，機(jī)械強(qiáng)度卻不會(huì)受到影響。
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汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙是一個(gè)非常嚴(yán)苛的環(huán)境，首當(dāng)其沖的就是其異常狹小的空間布局。近年來(lái)，越來(lái)越多的汽車(chē)廠(chǎng)家開(kāi)始使用渦輪增壓器，因此發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的溫度變得越來(lái)越高，甚至可以高達(dá)260℃。持續(xù)上漲的溫度給材料帶來(lái)了前所未有的考驗(yàn)， 汽車(chē)制造商也在尋求耐高溫的材料解決方案。在此次展會(huì)上， 帝斯曼展出的基于Diablo 技術(shù)的耐高溫聚酰胺材料就是一款針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙高溫應(yīng)用的創(chuàng)新材料。
- U0 D0 D1 N, h2 s5 ?. T7 S        據(jù)了解，汽車(chē)零部件制造商法國(guó)哈金森公司選用了這款耐高溫聚酰胺材料生產(chǎn)汽車(chē)消音器，并安裝于通用汽車(chē)歐洲和北美D2XX 車(chē)型的渦輪增壓器出口側(cè)。渦輪增壓器出口端的管路時(shí)常處于超高溫的環(huán)境下，即使在這種嚴(yán)酷的環(huán)境中，Stanyl Diablo PA46 材料依然表現(xiàn)出卓越的機(jī)械性能和耐爆破性能，能滿(mǎn)足汽車(chē)生產(chǎn)商對(duì)消音器應(yīng)用的嚴(yán)格要求。

/ M+ i" B6 P. l& t2014 年，帝斯曼推出了新一代Diablo 耐高溫聚酰胺產(chǎn)品。其中，Stanyl Diablo HDT2700能承受高達(dá)230℃的連續(xù)使用溫度， 而Akulon Diablo HDT2500 能耐受220℃的連續(xù)使用溫度。以熱變形溫度（HDT）衡量，兩者的短期耐高溫的峰值都有所提高。Stanyl Diablo 的HDT 上升至267℃，而Akulon Diablo 的HDT 也增加至245℃。長(zhǎng)期耐熱老化性和更高的HDT 都證明了這些材料相比目前市場(chǎng)上的同類(lèi)材料具有更強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
        這些材料的一個(gè)共有關(guān)鍵特征是其對(duì)EGR（廢氣再循環(huán)） 系統(tǒng)中的化學(xué)品和氣體的耐受性更強(qiáng)。它們具有出色的加工性能，更易于焊接，最終生產(chǎn)出的零部件表面光潔，并具有能耐受高爆破壓力的熔接線(xiàn)強(qiáng)度。
! v' A3 ?+ ~2 T8 ~' z) B. @. r7 `: G        屹立（蘇州）工程塑料科技有限公司在此次展會(huì)上推出的Polynil P240 LHSV 也是一款優(yōu)異的耐高溫聚酰胺材料。據(jù)該公司介紹，這款材料比普通的PA 66 材料具備更多的性能優(yōu)勢(shì)， 是一款專(zhuān)為工程領(lǐng)域設(shè)計(jì)的材料。它有著優(yōu)異的耐高低溫性， 卓越的耐磨擦、磨耗性和低的耐蠕變性。一個(gè)典型的應(yīng)用就是發(fā)動(dòng)機(jī)的鏈條張緊器。同時(shí)，它也被廣泛地應(yīng)用到有耐磨、耐熱要求的工程部件中，用來(lái)替換金屬部件。
        ◆低VOC
/ U! I* B8 x' Q( A; a  A        高度重視降低碳足跡早已成為汽車(chē)制造業(yè)的共識(shí)，日前《汽車(chē)有害物質(zhì)和可回收利用率管理要求》已經(jīng)制定完成的消息， 促使產(chǎn)業(yè)“綠色”發(fā)展基調(diào)得到進(jìn)一步的強(qiáng)化。該要求提出， 汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)作為污染控制的責(zé)任主體，應(yīng)積極開(kāi)展生態(tài)設(shè)計(jì)， 采用合理的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)，選擇無(wú)毒無(wú)害或低毒低害的綠色環(huán)保材料和易于拆解、利用的部件，應(yīng)用資源利用率高、環(huán)境污染小、易于回收利用的綠色制造技術(shù)。無(wú)疑，《要求》出臺(tái)后， 汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)將對(duì)零部件企業(yè)和汽車(chē)材料供應(yīng)商在環(huán)保材料使用、綠色制造技術(shù)方面提出更高的要求。
" Q- o9 _- Z0 }        采用綠色環(huán)保、低VOC 排放的材料也同樣有利于提升車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量，這直接關(guān)系到車(chē)內(nèi)人員的健康。知名化工企業(yè)博祿一直致力于打造健康的車(chē)內(nèi)環(huán)境，通過(guò)創(chuàng)新材料降低汽車(chē)塑料零部件的VOC 含量和氣味。在此次展會(huì)上，博祿展出的Daplen ™系列解決方案（EF261AIC、EF267AIC 和EG265HPC） 已經(jīng)針對(duì)車(chē)內(nèi)部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和測(cè)試，可以滿(mǎn)足最高的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并符合中國(guó)對(duì)乘用車(chē)空氣質(zhì)量要求的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
        此外，以“車(chē)內(nèi)北歐般潔凈的空氣”著稱(chēng)的沃爾沃對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾的生產(chǎn)材料提出了近乎苛刻的要求。其國(guó)產(chǎn)車(chē)型VOLVO S60L 以及XC60 采用上海錦湖日麗的塑可凈®作為內(nèi)飾塑料， 該產(chǎn)品已被第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)評(píng)為化學(xué)物質(zhì)散發(fā)最低的汽車(chē)內(nèi)飾塑料，TVOC 含量小于10μgC/g，比傳統(tǒng)內(nèi)飾塑料散發(fā)降低60% 以上。塑可凈也在本屆橡塑展上亮相。
        提升車(chē)內(nèi)空氣質(zhì)量，除了通過(guò)采用低散發(fā)環(huán)保內(nèi)飾材料這種途徑外，還可以選擇高光澤和消光配方的免噴涂塑料，如免噴涂的ABS、PC/ABC、PA/ABS、PA/ASA 跟PC/ASA 等材料， 從而有效降低二甲苯等苯系物的污染。除此以外，還可采用膜內(nèi)注塑工藝，取代油漆噴涂，或者采用整體性結(jié)構(gòu)件替代多個(gè)小型部件，以減少膠粘劑用量，從而降低車(chē)內(nèi)甲醛和乙醛污染。比如，寶理塑料公司在此次橡塑展展出的樹(shù)脂異材接合技術(shù)AKI-LockTM 可以適用于任何材料，幫助降低膠粘劑的使用。
        據(jù)介紹，AKI-LockTM 是對(duì)一次成型產(chǎn)品的接合部進(jìn)行激光處理后，再次進(jìn)行二次成型的雙重成型技術(shù)。如果使用此技術(shù)，以前無(wú)法接合的樹(shù)脂的接合，或者一種樹(shù)脂與另外一種樹(shù)脂之間的接合都可以實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)使用玻璃纖維強(qiáng)化材料作為一次成型材料，通過(guò)激光處理使玻璃纖維露出來(lái)。因?yàn)槎纬尚筒牧吓c玻璃纖維之間有錨固效應(yīng)，兩者會(huì)很牢固地接合起來(lái)， 并實(shí)現(xiàn)很高的密封性。除了減少膠粘劑的使用外，利用AKI-LockTM 技術(shù)還可以幫助減少零件數(shù)量，也可以降低成本，還可以提高質(zhì)量。
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在汽車(chē)行業(yè)中，巨大的成本壓力讓制造商不斷提高生產(chǎn)效率和能源效率。在此次橡塑展上，WINTEC 現(xiàn)場(chǎng)采用t-win 生產(chǎn)汽車(chē)內(nèi)門(mén)板的展示來(lái)體現(xiàn)了如何通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)滿(mǎn)足汽車(chē)制造商的這些需求。在鎖模力為8500kN 的t-win 8500-7000 上，汽車(chē)的左右車(chē)門(mén)板都是由美孚的聚丙烯原料（PP7555KNE2）注塑成型—— 同時(shí)在一個(gè)雙型腔模具中。注塑量為733 克。周期時(shí)間為28 秒。
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        隨著中國(guó)勞力成本的不斷上升，汽車(chē)制造商必須在工資成本不斷上升的情況下不斷提高生產(chǎn)效率。在這個(gè)過(guò)程中，靈活的設(shè)計(jì)方案變得越發(fā)重要。與此同時(shí)，針對(duì)汽車(chē)工業(yè)對(duì)注塑機(jī)鎖模力要求的不斷提高，克勞斯瑪菲通過(guò)此次橡塑展為其MX 系列注塑機(jī)增添了兩款鎖模力規(guī)格，分別為MX 2700 和MX 3200。
1 V) ?9 s" Q$ c$ e9 a* N        克勞斯瑪菲集團(tuán)中國(guó)公司首席執(zhí)行官Christian Blatt 在談到這兩款機(jī)器時(shí)表示： “MX 系列對(duì)于各種應(yīng)用的匹配能力特別適應(yīng)該要求，并且為越來(lái)越多的客戶(hù)使用。”
: [7 f! _1 j/ g3 D        MX 系列的特色是克勞斯瑪菲研發(fā)的液壓機(jī)械式雙板合模單元。它代表了牢固的結(jié)構(gòu)、快速生產(chǎn)和少保養(yǎng)運(yùn)行。力流優(yōu)化的滑座與導(dǎo)向拉桿配合，確保精確平行的合模運(yùn)動(dòng)和持久的模具保護(hù)。MX 系列的其他優(yōu)勢(shì)包括出色的熔體品質(zhì)以及恒定注射重量?？傊幢闶窃趪?yán)苛的連續(xù)運(yùn)行情況下，MX 系列也可在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量高的同時(shí)確保質(zhì)量穩(wěn)定。

        “中國(guó)制造2025”正在加快推進(jìn)實(shí)施， 智能制造時(shí)代即將到來(lái)。對(duì)于塑料加工業(yè)， 中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)錢(qián)桂敬指出， 數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，是未來(lái)五年的重要任務(wù)，要以此來(lái)引領(lǐng)創(chuàng)新發(fā)展。因勢(shì)而動(dòng)，與自動(dòng)化密不可分的智能化技術(shù)在本屆橡塑展同樣獲得前所未有的重視。
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