商用車(chē)車(chē)身塑料使用現(xiàn)狀與趨勢(shì)
一、車(chē)身塑料使用現(xiàn)狀
商用車(chē)塑料產(chǎn)品發(fā)展的最新特點(diǎn)是產(chǎn)品大型化和裝配集成化。目前車(chē)身塑料制品中，1m以上的產(chǎn)品已經(jīng)非常普遍，部分塑料產(chǎn)品長(zhǎng)度已經(jīng)達(dá)到2m以上。同時(shí)，產(chǎn)品集成化程度提高，像儀表板這樣的總成已經(jīng)集成為一體進(jìn)行線(xiàn)下裝配，也導(dǎo)致塑料產(chǎn)品具有更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。這樣，不僅僅要求材料具有高流動(dòng)、高剛性等基本性能要求，材料的顏色也必須有很好的穩(wěn)定性。先進(jìn)的加工工藝用于保證制品性能，降低扭曲等現(xiàn)象。下面僅僅就幾種使用量較大的材料，介紹目前車(chē)身塑料使用現(xiàn)狀。
1、改性PP材料
車(chē)身塑料材料中，目前使用最多的是改性PP系列材料。使用部件包括儀表板、車(chē)門(mén)護(hù)板、裝飾面板等大型內(nèi)飾部件和保險(xiǎn)杠、水箱面罩、擋泥板等外裝部件。以改性PP為主的聚烯烴材料已經(jīng)占到車(chē)用塑料使用量的50％以上。改性PP材料目前在使用中，特別注重以下特點(diǎn)：
高流動(dòng)性，目前改性PP材料的熔融指數(shù)往往達(dá)到20～30g/10min。這樣，可以提高產(chǎn)品的熔接痕強(qiáng)度，降低表面熔接線(xiàn)。為了保證材料制品表觀顏色的要求，對(duì)改性PP基礎(chǔ)材料的選擇也有更嚴(yán)格的要求，需要使用專(zhuān)門(mén)合成的PP材料滿(mǎn)足改性要求。
性能要求合理化，對(duì)于不同部位的產(chǎn)品，材料性能要求更為合理。例如，儀表板使用的改性PP已經(jīng)達(dá)到了2G的彎曲模量和25KJ/m2的沖擊強(qiáng)度，而門(mén)護(hù)板則要求在5KJ/m2左右的沖擊強(qiáng)度即可。這樣可以有效控制成本，并滿(mǎn)足制品性能要求。
密度成為重要指標(biāo)。為了有效降低材料成本，在材料性能?chē)?yán)格要求的同時(shí)，材料密度也成為一項(xiàng)重要的指標(biāo)。目前，國(guó)內(nèi)商用車(chē)塑料材料的價(jià)格已經(jīng)占到塑料零部件價(jià)格的1/2，因此材料密度對(duì)于制品成本控制具有重要的作用。
上述幾個(gè)方面的要求往往是相互限制，因此對(duì)于材料的配方設(shè)計(jì)、制品加工等都提出了比以前更為嚴(yán)格的要求。同時(shí)，隨著材料合成技術(shù)和加工技術(shù)的進(jìn)步，部分內(nèi)飾產(chǎn)品也開(kāi)始用純PP材料，進(jìn)一步降低了材料成本。
2、ABS類(lèi)材料
ABS的品種多，表面處理效果好，價(jià)格低。因此在車(chē)身材料中一直廣受歡迎。由于ABS耐候性差，目前商用車(chē)中已經(jīng)廣泛使用高耐候的AES、ASA等材料作為ABS的補(bǔ)充。當(dāng)產(chǎn)品需要表面處理時(shí)，例如水轉(zhuǎn)印膜、噴涂時(shí)，采用ABS；不需要表面處理時(shí)，選用ASA、AES等。
3、SMC等玻纖增強(qiáng)材料
SMC綜合性能遠(yuǎn)超過(guò)其他工程塑料、并且是可以在線(xiàn)噴漆的材料，在商用車(chē)車(chē)身開(kāi)發(fā)中一直占有重要的位置。目前車(chē)用SMC的彎曲模量一般超過(guò)10GPa，沖擊強(qiáng)度高達(dá)60KJ/m2以上，可以制備保險(xiǎn)杠、支柱、發(fā)動(dòng)機(jī)面罩、各類(lèi)擋板等大表面積的制品。其他熱塑性玻纖增強(qiáng)工程塑料也由于強(qiáng)度高，在實(shí)際使用中得到了廣泛的應(yīng)用，例如PC/PET-GF10、PP-GF30等材料。
二、車(chē)身塑料材料的使用趨勢(shì)
車(chē)身塑料的使用除了性能要求和工藝要求等客觀條件，還受到材料使用趨勢(shì)等影響。這種趨勢(shì)往往會(huì)形成強(qiáng)制的要求。目前在車(chē)身用塑料材料中，下面幾個(gè)趨勢(shì)正在成為現(xiàn)實(shí)。
材料統(tǒng)一性
這種統(tǒng)一包括基礎(chǔ)材料和填料使用類(lèi)型統(tǒng)一，用來(lái)方便回收增值。目前，內(nèi)飾用塑料材料已經(jīng)向著聚烯烴材料的方向統(tǒng)一，主要是改性PP、PE材料、聚烯烴彈性體等。外裝材料目前仍然有多種材料在不同的車(chē)型中使用，目前主要的使用品種為改性PP、SMC、ABS類(lèi)等。車(chē)用材料的回收已經(jīng)成為一項(xiàng)法規(guī)性項(xiàng)目，塑料材料由于回收方便，可以在這方面做出一定貢獻(xiàn)。
車(chē)身內(nèi)飾空間的環(huán)境保護(hù)
目前，由于內(nèi)飾附件已經(jīng)基本塑料化，塑料制品在加工裝配過(guò)程和使用過(guò)程中，會(huì)揮發(fā)出大量的有機(jī)物（VOC）。有效降低VOC已經(jīng)是內(nèi)飾材料的一個(gè)重大課題。目前，國(guó)內(nèi)外許多材料廠商都在致力于低味道、低揮發(fā)性改性材料和環(huán)境友好型粘接劑等材料，滿(mǎn)足車(chē)身內(nèi)飾的環(huán)境保護(hù)要求。對(duì)于抗菌面料的研究也在努力推進(jìn)中。
低成本材料方案
塑料制品的價(jià)格優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在加工裝配簡(jiǎn)單。但是塑料本身是一種高價(jià)材料，并且材料價(jià)格對(duì)制品價(jià)格的影響較大。塑料材料的價(jià)格已經(jīng)占到塑料零部件價(jià)格的1/3～1/2，這也說(shuō)明車(chē)用塑料制品加工技術(shù)相對(duì)落后、制品功能性差導(dǎo)致增值過(guò)程太低，限制了車(chē)用塑料制品采用更優(yōu)異的加工技術(shù)提高產(chǎn)品性能。低成本方案現(xiàn)在主要有兩種方式，第一是采用更低廉的材料，比如回收材料等。這種低附加值創(chuàng)新只能進(jìn)一步惡化國(guó)內(nèi)零部件環(huán)境。第二是采用性能更優(yōu)異的材料，通過(guò)降低產(chǎn)品用料來(lái)降低材料成本，同時(shí)提高加工技術(shù)。這種創(chuàng)新型低成本材料方案是塑料供應(yīng)商和制品加工廠商一直在從事的方向，但是目前仍然收到價(jià)格限制而進(jìn)步緩慢。
三、車(chē)身塑料應(yīng)用的飽和性分析
目前，車(chē)身附件的塑料材料使用已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)很高的水平。塑料材料要擴(kuò)大在商用車(chē)車(chē)身的應(yīng)用，在可以預(yù)見(jiàn)的一段時(shí)間內(nèi)，仍受到技術(shù)限制。分析車(chē)身附件塑料的飽和性，對(duì)于材料的進(jìn)一步使用和發(fā)展都有重要的意義。
1、材料使用部位的飽和性分析
目前，車(chē)身內(nèi)飾和外部裝飾中，大表面積零件的塑料使用也已經(jīng)得到了飽和程度。僅僅有部分零件尚未塑料化。主要包括各類(lèi)支撐固定板、儀表板梁及其支架總成、座椅支架等各類(lèi)支架等。這些部位由于收到一定的拉、壓、彎等應(yīng)力，往往采用金屬部件。事實(shí)上，象座椅支架這樣的產(chǎn)品，已經(jīng)開(kāi)始嘗試塑料材料。目前，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)塑料（LFT）已經(jīng)廣泛使用在國(guó)外轎車(chē)領(lǐng)域，對(duì)于這些支架產(chǎn)品是非常合適的一類(lèi)材料，由于新材料的成本和加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，車(chē)身內(nèi)飾外裝部件實(shí)現(xiàn)全部塑料化已經(jīng)非常接近。
對(duì)于轎車(chē)上不斷推進(jìn)的全塑車(chē)身，商用車(chē)目前并不具備可比性。但是像車(chē)門(mén)這樣的大型制件，采用塑料成型有一定的可行性。部分車(chē)身部件也已經(jīng)采用SMC等作為成型部件使用多年。全塑車(chē)身發(fā)展過(guò)程中研究的高級(jí)加工技術(shù)，也推動(dòng)了其他車(chē)身塑料部件進(jìn)步。
2、材料使用類(lèi)型的飽和性分析
同一制品使用的塑料材料中，往往可以采用不同的塑料類(lèi)型。一般說(shuō)來(lái)，任何一個(gè)制品都可以有2～3種材料滿(mǎn)足使用要求。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)面罩可以采用SMC、ABS噴涂、改性PP、AES等材料，保險(xiǎn)杠材料也可以采用金屬、SMC、改性PP、PC/PBT等多種材料。目前已經(jīng)形成了多材料相互競(jìng)爭(zhēng)的局面。在設(shè)計(jì)初期，考慮成本、產(chǎn)量、車(chē)型配置，并預(yù)測(cè)后續(xù)產(chǎn)品改進(jìn)等因素，進(jìn)行合理的選擇。隨著新材料的不斷進(jìn)步，有更多的材料供車(chē)身產(chǎn)品選擇。
3、塑料制品的問(wèn)題與解決方案
雖然車(chē)身附件中塑料制品得到了廣泛的使用，但是在使用中仍然存在許多問(wèn)題。這些問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致客戶(hù)對(duì)塑料制品的滿(mǎn)意度下降，設(shè)計(jì)人員懷疑塑料制品的性能。一般來(lái)說(shuō)，這種滿(mǎn)意程度下降的直接反應(yīng)就是改換為金屬制品或者采用更高等級(jí)的塑料制品，從而增加了產(chǎn)品成本。
例如，對(duì)于PP材料而言，無(wú)論如何改性，總是存在著低溫脆性和高溫剛性的矛盾，后結(jié)晶現(xiàn)象也造成尺寸穩(wěn)定性相對(duì)較差。雖然針對(duì)不同制品采取了不同的材料方案和設(shè)計(jì)方案，外部裝飾件的部分改性PP制品總不是令人滿(mǎn)意。目前，新開(kāi)發(fā)的商用車(chē)身（特別是中高檔商用車(chē)）在重要外裝件的使用中，明顯降低了改性PP產(chǎn)品，而使用SMC作為保險(xiǎn)杠、AES作為面罩等。從設(shè)計(jì)人員的反饋來(lái)看，改性PP的外裝制品已經(jīng)是低擋產(chǎn)品的別稱(chēng)。通過(guò)加工技術(shù)的進(jìn)步來(lái)提高改性PP制品滿(mǎn)意度的工作作為一個(gè)相對(duì)落后的領(lǐng)域，應(yīng)該給予相當(dāng)?shù)淖⒁狻?amp;nbsp;
塑料制品使用過(guò)程中的高維修費(fèi)用也是一個(gè)問(wèn)題，特別是保險(xiǎn)杠這樣的重要產(chǎn)品。雖然塑料保險(xiǎn)杠可以在發(fā)生事故時(shí)可以起到保護(hù)對(duì)方的作用。但是絕大部分用戶(hù)對(duì)塑料保險(xiǎn)杠使用過(guò)程中的易損壞性和高維修費(fèi)用總是不滿(mǎn)意。
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