塑料汽车的新突破


以前也有塑料汽车这个名词,主要用于汽车的外壳。即先做一个构架,然后将环氧树脂加玻璃纤维混合,用手工方式糊上去再打磨平滑喷漆涂色,费时费工而且质量较差,难以推广。今天的塑料汽车是完全不一样的。

有人描绘了这么一幅造车的前景:一台大型的注塑机正在象变魔术般的吐出一块块零件,然后工人用它们来嵌装成汽车,装上4只轮子开出去。这似乎是一个未来学家描绘的情景,但在现实中,这些有的已经实施,有的正做为目标来追求。塑料汽车,做为一个全新概念的东西,正在向我们一步步走来。

当然,实现这些目标,必须要有巨型注塑机、精密模具及全新的设计方案。为此美国汽车制造商已在1998年成立了“汽车复合材料综合体”(Automotive Composites Consortium),通过这一组织共享非专利的知识,这个组织的分支机构还与全美汽车研究会共同研制一种可乘载5人,每百汽油耗油3升汽车的制造方法。

塑料零件决不是想象中的那么简单,它不但涉及大型设备,这要涉及到复合材料的配制,既能忍受高温和低温的考验,还要容易装嵌,保证板件之间的接缝处的沟槽不大,却又能给热膨胀留有佘地,制造公差很小,也就是说要有精密的模具。

对于大型的注塑机,有人这样形容它:“如果站在一旁观看有史以来最大的模塑机生产汽车上的塑料零件,你会产生一种眼花缭乱的幻觉,好象眼前这个25.9米长,有两台柴油机宽的庞然大物足以有能力加快或减缓地球转速似的。这台巨型机总功率达735千瓦(1000马力),压模力近8000吨,就是这股力量将机中上下两个4.2米×2.4米的模具紧合在一起,加热后的复合材料液体以每平方厘米2.1吨的压力注入其中。在这个压力下生产出来的是坚硬的塑料零件,它们将取代至今仍在车上使用的一些钢制或其它金属材料制造的零件。”

在世界各大汽车制造公司中,最热衷于塑料的是戴姆勒-克莱斯勒汽车公司。他们正在开发一项与传统方法完全不同的汽车生产工艺,一项花费浩大,风险也相当大的试验,但是一旦成功,那么它将对整个汽车工业的加工方式产生革命性的影响。这就是用巨型注塑机生产成型的汽车零件,包括翼子板、前照面板、发动机盖、后围板等。

目前,戴姆勒-克莱斯勒汽车公司已在一些车辆上使用塑料翼子板、后尾门,并将塑料整体结构用在奔驰A型车和超微型车“SMART”上,跑车SLR的车身也将用碳纤维复合材料。目前公司的任务是掌握吉普车顶盖的生产方法,据工程负责人认为,“可以用注塑的方法制造汽车内的各种零件”。

与此同时,美国另外两大汽车公司通用和福特也不甘落后,全力研制它们的复合材料零件。

通用汽车公司卡车分部的零件供应商已经用模塑技术生产不同类型的塑料零件,包括全塑料的车架应用在一些皮卡上。两年来通用对48辆安装复合材料样板底盘的皮卡进行了耐久性试验,试验地点选在条件恶劣的地方,如硫矿区和沥青砂岩地面,实验人员用沉重的尖头钢对它还行百般蹂躏,但丝毫未损。今年秋天一种装备复合材料底盘的雪佛兰皮卡面市。

福特汽车公司也在今年下半年推出自己的复合材料皮卡底盘,他们明年生产的“探索者”皮卡将会装备这种底盘。这种底盘是用片料模塑复合材料制成,具有较好的成型性和抗紫外线性能。

汽车应用复合材料车身及其它塑料零件,能减少工厂设备的投资,减轻劳动量。据戴姆勒-克莱斯勒汽车公司负责人介绍,一个制造塑料车身的工厂占地面积只有传统车厂的四分之一,生产成本今有钢质车身的三分之一,因为它可以取消投资庞大的喷漆车间。

当然,在塑料汽车技术发展的同时,钢铁与铝、镁合金技术也在发展,这些金属已经变得更轻更强,这些往往成为传统势力阻碍塑料应用的藉口,因此塑料汽车的发展道路也并不平坦。今天,在权衡汽车成本与质量的时候,设计者在选择何种材料时会仔细权衡或是结合使用,一旦技术成熟,一种新型的造车工艺将会显示在人们眼前。

(本文部分内容引自「财富」中文版第23期“高强度复合材料已经上路”一文)

大雨(2000.11.15)

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