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【技术帖】汽车行业中塑料材料在汽车内外饰中的运用

  摘要: 现今,塑料材料已广泛应用于各种工艺的制造与生产中,小到日常生活的物件制造,大到汽车等交通工具的使用,优质的塑料材料都在其中发挥着重要作用。本篇文章主要针对塑料材料在汽车内外饰中的应用进行了探析,以如今塑料的发展和应用现状为探讨基础,重点分析纳米复合和生物材料以及LGF-PP(长玻璃纤维增强聚丙烯)等新材料的使用情况,为此后的塑料材质在车内外饰中的发展提供一定的理论基础。


  关键词: 汽车;塑料材料;内外饰;运用


  0 引言


  在技术的研发与发展的过程中,工程塑料已经逐渐被大众接受并广泛应用,其有着轻便、造价低、受众广等显著特点。工程塑料材质在汽车行业的使用情况一直处于持续上涨的趋势,尤其是在汽车的内外饰中的应用。另外,在设计制造汽车的行业中,塑料的使用情况也是衡量车辆制造水平的一项标准,面临着更高的环保和车辆质量要求,我们有必要强化塑料材质在车辆内外饰的应用情况。本文主要就塑料应用现状及其发展、塑料材料应用于汽车内饰件、塑料材料应用于汽车外饰件以及材料开发与运用等四方面进行了阐述与分析,以下是具体内容。


  1 塑料应用现状及其发展


  在汽车的设计制造产业中,与广大群众联系最广的即是车子的便捷性和其环保性能,环保性能中既包含机车的尾气排放对环境的影响,又包括车子的制造材料对环境的污染情况。所以,我们在使用塑料材料时,要以节约与节能为原则设计与制造汽车,充分发挥能源的价值。以往30年间,汽车工艺中的塑料用量已涨了20 倍,由上世纪六十年代的10 千克变为本世纪初的200 多千克。现今塑料在汽车中的应用主要有3 种:内饰、外装以及功能结构件。为达到节能节源的目的,塑料外装件主要就是以塑代钢,提升塑料的应用量,以减轻车体重量。


  2 塑料材料应用于汽车内饰件


  车的内饰件包含门内的装饰、车厢隔板、扶手、地毯、座椅以及顶板等,可用金属、塑料或者木制品来制造这些器件。在制造这些器件时,若选用木材料,汽车的总体制造价格就会上升,对实际的销售数量产生一定影响;在较为低端的汽车制造业中,金属材料比较常见,然而其使用时的手感和舒适情况都有所欠缺;而若使用工程塑料,就会有效改善汽车反光和驾驶空间的问题,不仅具有高性价比,还能切实提升车体的舒适度。所以,将塑料材料应用于汽车内外饰中已逐渐成为汽车行业发展的一个趋势。


  如今,我国的车辆数量越来越多,汽车产业的发展也愈加壮大,在小型和轻量化的汽车制造趋势下,塑料材料也越来越多地被应用到了汽车的制造过程中,切实提高了汽车的工艺水平与汽车性能。在塑料材料中,PL 工程塑料的价值较大,其可切实缓解汽车的撞击力,将零件中产生的冲击能量吸收以提升汽车的安全性。此外,在汽车材料的种类中,以金属、塑料复合的材料会越来越受欢迎,其融合了金属材质和塑料材质的双重优势,可提升车体内外饰的整体制造水平。


  3 塑料材料应用于汽车外饰件


  现今,汽车中的外饰塑料制品主要包含以下几方面:保险杠、散热器格栅、挡泥板以及侧防撞条等。作为塑料应用量最多的部件之一,保险杠中的塑料量占据车体总量的四成以上,其成分一般是模压塑料板材,常用玻璃纤维来吸塑或者注塑成型。应用了塑料材料的保险杠的显著特性是:低成本、加工简便、可回收、质量轻。散热器格栅的作用是冷却发动机,其位置在车体前部。通常,桑塔纳轿车的格栅材质是ABS,其有利于组件打磨工时的减少与高温承受力的提升。翼子板的作用是防止出现汽车行驶时有泥浆溅至车底,一般制造时会选用抗老化和抗气候的材料。在制造侧防撞条时,通常会选用可回收和轻量的材料,譬如,捷达车的防撞条材质就是PP 材料。


  4 新兴材料的开发与运用


  毫无疑问,新兴材料的开发与应用使得汽车内外饰的塑料应用有了更为广泛的范围,且新兴材料的反光特性、优质的柔滑触感、吸收撞击的能力以及强烈的舒适体验等特点都使得汽车内外饰中的制作更趋向于塑料的融合与应用。以下是三方面的具体探析:纳米复合材料、LGF-PP以及环保性能超强的生物塑料。


  4.1 纳米复合材料的开发和应用


  在我国塑料材料的研发与发展中,纳米材料的研制时间较长,且技术已有了历史性的突破,成绩显著。在使用时,纳米材料的使用特性包括:成本较低、性能优越、使用范围广等。而后又发明了新型的纳米复合材料,其主要由有机聚合物基体和最少有一维不高于100 纳米的纳米无机分散相所构成,这种材料的优异特性包含:强度较高、色泽平稳、抗紫外线度高、阻燃能力佳、质量轻便、阻隔性优异以及加工性能良好等等。此外,因纳米技术生产的塑料有着较高的可塑性,且光泽度和透明度也较强,其已被广泛应用于汽车的散热器以及底盘等部件中。


  4.2 LGF-PP(长玻璃纤维增强聚丙烯)


  这是一种高弹性模量的复合材料,其玻璃纤维长度在12 到25 纳米之间,显著特性是:密度较低,强度、韧性、模量等都较高,抗低温和抗疲劳的特性都较为优良,且价格实惠、可循环应用的性能优越。此外,LGF-PP 的成型加工性能和力学性能都较佳,愈加受到众多开发商的青睐,其中,LGF-PP 的成型加工性能包括注射、挤出、压制以及层压等。LGF-PP 能够替代现今的材料,广泛应用于保险杠梁、防溅板、仪表板的托架以及车门等部件中。


  4.3 生物塑料


  同化学塑料不同的是,生物塑料的一大主要特性就是环保性能较强。通常,在应用传统的生物塑料时,都会将应用范围限制在使用石油制品的情况下,现今,由于科学技术的发展,石油中的主要成分也可以被提取出来,然后应用于制造生物塑料和人们的日常使用中。且近几年,科技的进步也使得生物塑料的制作成本降低,而生物塑料高强度的耐摩擦性和耐热性使得生物材料被越来越多得应用到了启汽车行业的制造中,目前主要是运用保险杠和操作面板中。


  5 结语


  在工艺技术革新之后,工程制造中也应用了塑料材料,且因塑料材料有着较强的反光性、较好的冲击吸收能力、滑润的触感以及优质的舒适体验,被广泛运用在制造汽车内外饰品的过程中。在分析了国内外的塑料材料应用现状后,我们得知未来全塑化的汽车时代终会到来,而将塑料材料运用于汽车内外饰的制造中也能体现汽车制造水平的提升,可给予用户更优质、舒服的行车体验,为推动国家汽车制造技术的发展提供更多助力,促进汽车行业的长足发展。现今,我国的科技水平已有了显著提升,国内的汽车制造行业也有了一定的进步,并逐渐且持续地向着塑料应用方向发展建设。

来源:中国汽车材料网编辑整理

作者:冯宇飞

(长城汽车股份有限公司技术中心,

河北省汽车工程技术研究中心)

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