塑料在汽车上的应用


塑料是一种高分子材料,近年来在汽车上的应用越来越多,巳由内外装饰件向车身复盖件和结构件方面发展。例如前照面、保险杠、发动机罩、行李箱盖、顶盖、翼子板、车门内护板和某些车身骨架构件等。甚至有些大汽车公司正在用复合材料做承载力最大的底盘车架,例如福特汽车公司将在2001年将复合材料底盘应用在一辆叫“探索者”的小皮卡样车上。

在过去30年间,汽车的塑料用量已从60年代初的10公斤左右上升到九十年代中的二百公斤,其增长速度之快,主要是由于塑料的特性与人们对汽车的期望要求很搭配,因此“一拍而合”。塑料在汽车上的应用有以下6大优点:

一、轻量化是汽车业追求的目标,塑料在此方面可以大显其威。一般塑料的比重在0.9-1.5之间,纤维增强复合材料比重也不会超过2.0,而金属材料的比重A3钢为7.6、黄铜为8.4、铝为2.7。因此应用塑料是减轻车体重量的有效途径。

二、塑料成型容易,可使形状复杂的部件加工简单化。例如仪表台用钢板加工,往往需要先加工成型各个零件,再分别用联接件装配或焊接而成,工序较多。而用塑料可以一次加工成型,加工时间短,精度有保证。

三、塑料制品的弹性变形特性能吸收大量的碰撞能量,对强烈撞击有较大的缓冲作用,对车辆和乘员起到保护作用。因此,现代汽车上都采用塑化仪表板和方向盘,以增强缓冲作用。前后保险杠、车身装饰条都采用塑料材料,以减轻外物体对车身的冲击力。另外,塑料还具有吸收和衰减振动和噪声的能力,可以提高乘坐的舒适性。

四、通过不同组份搭配的复合材料有含硬质金属的颗粒复合材料,有以夹层板材和树脂胶合纤维为主的层板复合材料和以玻璃纤维、碳纤维为主的纤维复合材料,这些复合材料具有很高的机械强度,可以代替钢板制作车身复盖件或结构件,减轻汽车的重量。

五、塑料耐腐蚀性强,局部受损不会腐蚀,而钢材制件一旦漆面受损或者先期防腐做得不好就容易生锈腐蚀。塑料对酸、碱、盐等抗腐蚀能力大于钢板,如果用塑料做车身复盖件,十分适宜在污染较大的区域中使用。

六、根据塑料的组织成份,可以通过添加不同的填料、增塑剂和硬化剂来制出所需性能的塑料,改变材料的机械强度及加工成型性能,以适应车上不同部件的用途要求。例如保险杠要有相当的机械强度,而座垫和靠背就要采用柔软的聚胺脂泡沫塑料。更方便的是塑料颜色可以通过添加剂调色产生不同的颜色,可以省去喷漆。有些塑料件还可以电镀,例如ABS塑料具有很好的电镀性能,可用于制作装饰条、标牌、开关旋扭、车轮装饰罩等。

由于上述的优点,以塑料为主的汽车应当会产生。但是,塑料也有自身的弱点,阻碍了其应用的发展。一是改造成本问题,如果从传统的大规模机械加工方式转为大规模的模塑加工方式,投资不菲,成本高昂。另一个更关键的问题就是环境保护:材料能不能够回收?金属零件到一定时候就要回炉,而塑料制品能否回收再生,或在再生过程中又会不会污染环境?这些问题有待解决,但不管怎样说,凭着人类的智慧,塑料汽车离人们并不遥远。

2000.11.18

▲返回