汽车轻量化发展趋势下 “以塑代钢”有何优势？

王博陈

汽车轻量化是当今国际汽车制造业的一大发展趋势。当前车用市场需求已转向重量更轻的运动型多功能车、小型货车和其他轻型车辆，这将促使车用材料向更轻质化发展。

轻型车辆市场对树脂如尼龙、聚丙烯、聚氨酯和其他工程塑料的需求量非常大，约占树脂市场需求总量的30%以上;对聚乙烯醇缩丁醛的需求量约占其总需求量的85%以上。

那么，用塑料做汽车材料有哪些优势呢?

第一，汽车材料应用塑料的最大优势是减轻车体的重量。轻量化是汽车业追求的目标，塑料在此方面可以大显其威。一般塑料的比重为0.9~1.5，纤维增强复合材料比重也不会超过2，而金属材料中，A3钢的比重为7.6、黄铜为8.4、铝为2.7。这使塑料成为汽车轻量化的首选用材。

第二，塑料成型容易，使得形状复杂的部件加工十分便利。例如仪表台用钢板加工，往往需要先加工成型各个零件，再分别用连接件装配或焊接而成，工序较多。而使用塑料可以一次成型，加工时间短，精度有保证。

第三，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，对车辆和乘客起到保护作用。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，以减轻车外物体对车声的冲击力。另外，塑料还具有吸收和衰减振动和噪声的作用，可以提高乘坐的舒适性。

第四，塑料耐腐蚀性强，局部受损不会腐蚀。而钢材制作一旦漆面受损或者先期防腐做的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，如果用塑料做车身覆盖件，十分适宜在污染较大的区域使用。

第五，塑料可根据塑料的组织成分，通过添加不同的填料、增塑剂和硬化剂制出所需性能的塑料，改性塑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，而坐垫和靠背就要采用柔软的聚氨酯泡沫塑料。更方便的是塑料颜色可以通过添加剂跳出不同颜色，省去喷漆的麻烦。有些塑料件还可以电镀，如abs塑料具有很好的电镀性能，可用于制作装饰条、标牌、开关旋钮、车轮装饰罩等。

高功能塑料在汽车中正得到越来越多的应用。使用塑料有助于减轻汽车重量，汽车重量每减少10%，燃料经济性可提高5%，汽车制造商适应塑料代替传统的钢制材料还可降低成本。塑料可提高汽车制造商设计的灵活性。塑料在汽车中的成功应用更使汽车成本得以降低，一个简单的注模塑料部件可起到许多金属部件焊接在一起的功能，塑料可模铸成比钢组合件更为复杂的形状，可减少集成过程中所用的部件数。

注模的塑料部件也具有美学效果，而使用传统的材料如钢和玻璃很难达到，如玻璃前灯透镜用聚碳酸酯材料替代。环境动力正在推动汽车生产商采用基于塑料的汽车釉料。在许多汽车生产商的评估项目中，燃料消费和二氧化碳排放是考虑的关键因素。应用开发信息表明，用聚碳酸酯(PC)替代玻璃的环境效益包括重量、安全和设计。1千克的PC釉料可替代2.2千克的玻璃，对于15万公里使用寿命(以美国轿车平均消费计)，可节约200~300兆焦的能力和减少14~22千克二氧化碳排放。