現代轎車內飾件與外裝件用塑料

ainet.cn 2009年02月10日

如今，已有越來越多的塑料零部件取代了金屬制品而出現在汽車上，甚至全塑轎車也已經走到人們的面前。減輕轎車重量的措施之一就是增加塑料在轎車上的應用。例如，美國通用汽車公司的土星汽車，其車身和車架均采用了新型的增強塑料；德國尼奧普蘭公司的全塑殼大型轎車的質量只有普通轎車的43%，可節(jié)省燃料20%～30%。據介紹，它的一輛試驗車曾橫穿撒哈拉沙漠，能耐70℃的高溫，并且在與4lkm/h時速的載貨汽車相撞時，駕駛員和乘客均無損傷。

汽車零件用樹脂

目前，在汽車結構中廣泛采用的塑料有聚氨基甲酸酯、多聚乙烯氯化物、聚丙烯、ABC共聚物、聚乙烯等10余種。

聚氨基甲酸酯一般被用來制造座椅頭、扶手、轉向盤等，它不僅可以減輕汽車質量并提高舒適性，而且在碰撞的情況下可以減少人身傷亡事故?，F在，這種塑料還被用來制造車門、發(fā)動機罩、行李箱蓋、散熱器擋隔板等。今后，還將使用它來制造車輪罩、阻流板、車身壁板、內飾件、絕熱件、空心零件和防腐零件等。

多聚乙烯氯化物主要被用來制造駕駛室中的內飾件，如側板、頂篷和座椅的蒙皮、地毯、擋風玻璃密封條和窗框等。

聚丙烯主要被用來制造大型的汽車零件，如保險杠、金屬保險杠的蓋板、車門袋、車輪罩、通風系統管道、整流罩轉向柱飾面、駕駛室側柱等。除此之外，聚丙烯還被大量用來制造殼體零件，如風扇、齒輪傳動和帶輪傳動裝置的外罩、蓄電池底板等。

塑料玻璃(聚酪膠片)主要被用來制造車身板和散熱器帶窗孔的前板，今后在承重零件的生產中(載重車的懸掛、底盤、車架、鋼板彈簧)也將會大量采用塑料玻璃。

ABC共聚物是汽車工業(yè)中應用最廣泛的塑料之一，其優(yōu)點是外觀好、力學性能好，但價格較貴。這種材料被廣泛用來制造儀表板及其元件、轉向柱外套、扶手、照明設備、測量儀外罩、抗沖擊板、車門等。

現代轎車內裝塑料制品

目前，汽車制造商在汽車內飾方面追求的是進一步提高車內部空間的舒適性、安全性和裝飾性，并向高級化方向發(fā)展。這種高級化體現在采用多種性能各異的材料，使車內所有表面軟飾化（纖維織物、真皮革、植毛）并力求美化（花紋深粗、木紋、顏色匹配）。

現在，軟飾表面材料可以與內部吸音吸振材料和骨架材料一起復合成車內頂棚、豪華儀表板、方向盤、座椅等。當然，這種發(fā)展趨勢實際上是與材料的再生利用、降低成本相矛盾的，因此，開發(fā)出既滿足內飾高級化、軟飾化、個性化，又滿足輕量化、低成本、材料再生利用要求的內飾用新材料是當務之急。目前，汽車和內飾制造商們正在不斷選擇新型的內飾材料，以保證在不增加費用的情況下滿足用戶舒適性和安全性方面的要求。

聚丙烯由于價格低而迅速在美國汽車上得到廣泛應用。例如，克萊斯勒公司在其Neon車上全部使用了由聚丙烯制成的內飾。此外，戴-克公司的NS、通用公司的M和APV、福特公司的Windstar和Villager等車型也都采用聚丙烯替代ABS制作內飾件。當然，由于ABS強度高、剛性好、耐高溫、易于將裝飾材料和軟質表面粘結在一起，因而仍是主要的內飾材料之一。目前，許多公司，如GE高新材料集團、陶氏化學公司正在推出新型的ABS以降低成本。GE高新材料集團的BuickRoadmaster儀表板由于使用這種材料，使橫梁、風孔及彎角支撐一體化，省略了加強鋼筋。

1、塑料儀表板

今后，儀表板的發(fā)展趨勢是容易裝配且容易拆卸，而在選材上，則必須能夠滿足設計要求并且具有可回收性，盡量做到美觀、低成本。針對這一發(fā)展趨勢，熱塑性塑料儀表板和單一品種塑料的儀表板是一個發(fā)展方向。例如，奧迪A8的儀表面板由PC/ABS共混材料或PPO共混材料制造。日本豐田汽車公司和美國福特汽車公司使用PPO制造的儀表面板具有低成本、較好的振動阻尼和易于再生利用的優(yōu)點，使PPO成為未來汽車儀表面板的首選材料。

2、車內頂棚

目前轎車頂棚一般為玻璃纖維+發(fā)泡聚氨酯+表面裝飾織物等多種材料復合加工而成，貨車一般采用表面附有人造革或纖維織物的泡沫片材粘貼型頂棚?？紤]到功能要求以及回收利用的要求，未來車內頂棚的發(fā)展趨勢是骨架、吸音、隔熱和表皮材料盡量由同種材料構成，或者使用不需分離而直接一次性回收使用的增強復合材料。

3、門立柱裝飾板

門立柱裝飾板材料常用PP和PPO?？紤]到材料成本，將來高流動、高剛性、抗沖擊性良好的PP材料具有一定的優(yōu)勢。門立柱裝飾板表面色澤必須與車內整體顏色匹配，要求防靜電、耐擦傷、美觀，因此采用聚丙烯板材與表面裝飾材料一體真空成形或熱壓成形的生產技術能夠滿足小批量的轎車生產。

4、其他

塑料不僅輕而且具有隔音效果。瑞士哈特波恩公司開發(fā)了0.5mm/0.1mm/0.5mm的金屬/塑料/金屬夾層板，用于制造汽缸蓋、發(fā)動機罩等，能隔離發(fā)動機的噪聲。其沖壓加工、涂裝、點焊、電阻焊、氬弧焊等工藝性均表現良好，與低碳鋼板的加工性相當。目前，通用汽車公司將一種型號為AFV-4522的起隔音作用的熱塑性樹脂粘接在Azdel(40%GFRP，用作骨架材料)上而制成的復合材料可起到降低柴油發(fā)動機噪聲的作用。把Azdel模壓成形，用特殊的樹脂粘接劑粘接AFV-4522。由于AFV-4522具有隔熱性，故也起到了隔斷向車室內傳熱的效果。另外，福特公司的柴油發(fā)動機鋁活塞下部較細，如果在外圍粘接上塑料套，可減輕活塞重量、降低往復慣性力，并能吸收活塞缸因撞擊而產生的能量以及發(fā)動機的噪聲。

現代轎車外裝塑料制品

對于汽車外裝件，常見的塑料制品從材料角度來看大致分為三大類，即熱塑性塑料注射成形制品、復合塑料模壓制品、聚氨酯反應注射模(RIM)成形制品。

1、保險杠

保險杠材料多采用耐沖擊性、耐候性、涂裝性好并可注射成形的三元乙丙橡膠(EPDM)改性PP。這種增韌交聯改性材料具有網狀結構，可使沖擊強度得到大幅度的提高，能滿足保險杠耐沖擊、耐熱、耐老化、耐低溫及剛性好、韌性好的要求。當前國內外的轎車保險杠多采用熱塑性工程塑料如聚氨酯彈性體材料。

2、散熱器格柵

散熱器格柵是表現整車性格的重要裝飾件，因此選材時要著重考慮它的成形性和裝飾性。一般，前臉、前擋泥板、車門、下翼子板、側門框裝飾等是使用被稱作“HPA”，即ABS樹脂/聚碳酸酯的共混物，外加少量的第三種組分。

3、風擋玻璃

窗玻璃塑料化的主要目的是節(jié)能和保護乘員安全。目前，中間夾塑料膜的復合玻璃普遍被用于高級車上。在美國，在風檔玻璃的三層安全玻璃的里面又進一步貼附了20mm厚的聚氨酯膜，這是為了保護乘員在車受到沖撞時不至于被玻璃碎片毀面而設計的，目前這種構造已得到普遍認可。此外，美國絕大部分客車均采用了丙烯酸樹脂板。由于“FMVSS205”的修訂，美國客車的窗玻璃，除前窗玻璃、司機左右側窗玻璃外，已全部使用硬質透明塑料。

4、車身

早在1983年，外裝板的塑料化就已在三種車型上得到了應用——本田的帕拉特賽車、福特的旁蒂亞克·費勒車及雷諾的埃斯巴斯車。本田的帕拉特賽車是最早在外裝板上大幅度使用塑料的。由于塑料部分占車身表面積的40%，從而使原來1t的車身重量減輕到700～800kg。在該車型中，塑料的重量構成比達11.1%，是轎車平均構成比5.7%的2倍。通用汽車公司的費勒車采用SMC(熱固性片狀模塑料)和R-RIM技術，其塑料化率高達9%，車重 (原來為1157kg)也減輕了109kg。另外，戴－克公司將推出一種新型的塑料汽車——車身由PET塑料制造的六大部分組成(一般的金屬車身組裝需要大約80個部件)，而且不用油漆，能夠使汽車的造價降低一半。

車身塑化的進展還得益于塑料成形加工技術的不斷進步。過去，人們主要是以SMC為主對車身板用塑料進行了很多開發(fā)研究工作。采用SMC加工成的制品具有良好的機械性能、表面質量和自然時效性。其缺點是在不使用粘結劑的情況下較脆。20世紀90年代，CTMT(玻璃氈增強熱塑性復合塑料)材料在汽車上的應用曾被譽為是“20世紀汽車工業(yè)的一項重大突破”。這種材料由于力學性能優(yōu)異、成形周期短、可制造大型結構件以及可以回收利用而受到汽車界的高度關注。CTMT的初始產品是一種長玻璃纖維連續(xù)疊成的玻璃氈，經PP浸漬壓制成PP增強片材。這種片材便于沖壓成形，適合于制造結構件和大型覆蓋件。另外，增強反應注射模工藝則具有優(yōu)異的機械和物理性能以及抗表面裂紋能力，但表面質量比SMC差。目前，雖然采用薄壁技術制造PV-RRIM非常具有吸引力，但其加工成本高于SMC。