护航未来汽车,高科技塑料出手不凡
——朗盛汽车轻量化战略解析
□ 本刊记者 唐茵
城市化进程的不断推进和汽车拥有率的攀升给城市生活带来了巨大的挑战。每当雾霾围城之时,汽车尾气排放便成为众矢之的。小客车限号、单双号限行等措施给城市居民的生活带来了诸多不便,汽车瘦身节能减排正成为汽车生产商追寻的目标和产品升级的方向。今年发布的《中国制造2025》战略提出,将继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展,掌握汽车低碳化核心技术,提升轻量化材料等核心技术的产业化能力,形成从关键零部件到整车的完整工业体系和创新体系,推动自主品牌节能与新能源汽车同国际先进水平接轨。
从上述需求趋势和政策方向上可以预见,未来几年,汽车轻量化将迎来前所未来的机遇,相关材料产业也将获得飞速发展。德国特殊化学品集团朗盛正凭借其高科技塑料的专业化知识以及汽车轻量化的丰富经验,为在崇尚瘦身的未来汽车上使用做足功课。
高科技塑料,汽车瘦身时尚之选
为辅助一些性能较弱的发动机,或通过减重提升跑车动力,早在几十年前汽车生产商就聚焦轻量化。随着环境和资源约束的不断加大,政府也已投入大量人力物力,推动汽车减重。我国的目标是到2020年将汽车的二氧化碳排放量降至每公里120克。
与此同时,随着乘客对舒适与安全性的需求日益增加,功能性内饰件以及安全防护设施导致车身质量急剧上升,电动汽车的蓄电池也令车身增重,因此若没有轻量化设计,现代机动化会变得难以想象。
在发动机等引擎盖下的部件,以及包括保险杆、GOR和仪表盘在内的汽车内外饰中使用塑料及其复合材料已成为当前汽车瘦身的时尚之选,可在保证汽车的速度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的质量。减重后的汽车有许多优点,例如碳足迹减少、燃油效率提高、排放降低、行驶速度提高、操控性能和反应能力改善等。
塑料在汽车中用量的多少已成为衡量汽车设计和制造水平的重要标准。专家估计,到2020年塑料的使用量将占到汽车总体材料的1/3。目前国内汽车的塑料用量约为每辆50~60千克,与发达国家每辆中型车150千克的用量相比仍存在很大的差距。
作为负责任的企业公民,朗盛凭借自身产品和技术优势为实现可持续机动化贡献力量,旗下基于聚酰胺(PA66和PA6)的杜力顿?誖产品作为一种轻量化理想材料,可以在许多汽车部件中替代传统金属材料。“我们的目标是帮助汽车行业的合作伙伴生产更加可持续、效率更高的汽车。”朗盛高性能材料业务部亚太区营销负责人表示,“我们的高科技塑料以及混合动力技术可以在多个部件中替代原来较重的材料,为每辆车减轻25千克重量。”
以塑代钢,不仅仅是减重
多年来,朗盛与德国一级汽车零部件供应商梦达驰保持合作,致力于为整车厂提供高性能的塑料汽车部件。朗盛杜力顿?誖产品用于梦达驰公司所生产的汽车内饰与外饰以及发动机部分,供应包括宝马和福特在内的全球知名整车厂。梦达驰汽车系统(苏州工业园)有限公司经营管理总监何建华认为:“塑料在业内的应用将进一步扩大。朗盛的高科技塑料产品具有成本优势,而且产品性能和质量稳定性都非常好,因此可以很好地满足本地客户的需求。”
虽然汽车轻量化前景看好,但是目前公众的接受度却并不高。消费者往往认为汽车越重越牢固,在遭遇事故时会更安全。然而,新一代的汽车材料颠覆了这一传统的想法。事实上,乘客在车辆撞击时会受到多大的伤害,主要取决于汽车吸收冲击能量的能力,而非金属材料的厚度。如果车辆只能吸收一小部分冲击能量,那么乘客就不得不承受剩余的冲击能量,从而造成伤亡。在撞击时,如果车身非常坚固,受到撞击后的损伤很小,那就意味着它只能吸收很小一部分能量,乘客便会因为惯性以极高的速度在车内遭受碰撞。
轻量化材料并不因其质量较轻而影响性能。杜力顿?誖产品具有很高的机械强度和刚度,出色的耐热性、耐化学性和耐磨损性、噪音吸收和减振能力。由朗盛和合作伙伴联合研发的混合动力技术,其中最经典的一款已在高度受压的汽车前端应用中无数次证明了它的价值。
钢→PMH→复材,创新无止境
在汽车轻量化领域,朗盛是先行者。早在几十年前就发明了塑料与金属混合(PMH)技术,通过将金属和塑料跨界有机融合,使其相得益彰。1997年塑料金属混合件首次应用在民用汽车领域,开启了以塑代钢的新纪元。在塑料中嵌入金属薄片可以提高汽车部件的尺寸准确性、降低成本、帮助汽车减重。随后,包括亚洲在内的越来越多的汽车生产商开始使用塑料金属的混合件,这种技术已经十分成熟。
高科技塑料领域的创新解决方案与功能整合为前端开发提供了诸多优势——高度的功能整合,高达20%的成本下降,40%的减重幅度,简化的生产工艺等。PMH技术也从第一代到第二代,再演变到第三代,采用的金属板不断变薄,车重一路下降。目前,杜力顿?誖系列产品能将部分结构部件的重量减少高达50%。
作为一家不断创新的公司,朗盛并不止步于此,未来发展的方向是复合材料板以及塑料和塑料之间的混合,实现全塑料复合部件。复合材料板是织物填充的热塑性基质材料,织物材料可以是玻纤、碳纤或芳纶纤维(也可能是几种纤维混合)。混合复合材料部件的优点是质量轻、刚度、强度和能量吸收能力高、不易腐蚀、便于回收、无附加工具投资。
朗盛与业内领先的驱动技术与底盘供应商采埃孚公司合作开发的全新的刹车踏板与标准钢质踏板相比质量减轻了约50%。除此之外,这款全球第一个没有钢铁的踏板还具有功能集成、加工步骤简化、无需防腐保护、便于回收等优点。此外,朗盛还与业内领先的安全系统生产商Takata AG(阿沙芬堡)合作利用复合材料板成功开发出了新款乘客安全气囊室。这是第一款用于乘用车的热塑性复合材料安全气囊室,相比原先批量生产的部件减轻了35%的质量。
在实施“绿色机动化”战略的过程中,富有创新精神的朗盛将以更加贴心的解决方案,帮助汽车瘦身。随着越来越多新型材料的应用,我们的坐驾不仅更轻,而且更安全更时尚。我们将拭目以待。