汽车轻量化大势所趋，新型材料“以塑代钢”在路上

1.什么是量轻化？

轻量化，这一概念起源于赛车运动，目的旨在通过减轻赛车本身重量带来更好的动力性与操纵性。随着近些年“节能环保”观念的深入人心，越来越多的汽车厂商也开始了轻量化的研究。众多的新型材料也随之走入我们寻常百姓视线之中。

2.以塑代钢，轻量化的背景

●1953年，世界上第一部FRP（玻璃钢）汽车在GM Corvette诞生，标志着聚合物基复合材料成为汽车工业的一支生力军。

●2014年，宝马推出纯电动车型宝马i3，使用了200-300千克来自巴斯夫的碳纤维复合材料，整体重量较之前的设计减轻了250-350 kg

●2016年，帝斯曼推出新型聚酰胺产品ForTii® Ace，用以替代金属压铸件及昂贵的高性能热塑性工程塑料。

●2017年，奇瑞eQ1采用沙特基础工业公司（SABIC）的工程聚烯烃材料，其电动汽车尾门板内部结构的重量减轻了40%。

轻量化，毋庸置疑已成为当今新车研发的焦点，要达到轻量化目标，除了优化结构与工艺设计之外，大多围绕在材料的选取上，其中“以塑代钢”是大趋势。

3.以塑代钢的优势

1）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。

2）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。

3）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。

4）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。

5）塑料的改塑性能。

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。

4.以塑代钢的应用

      随着工程塑料改性技术的提升，“以塑代钢”已成为国际流行趋势，性能优异的以塑代钢在各领域得到广泛应用。通用塑料相比，以塑代钢在机械性能、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面能达到更高的要求，而且加工更方便并可替代金属材料。

●在机械上，以塑代钢可用于轴承、齿轮、丝杠螺母、密封件等机械零件和壳体、盖板、手轮、手柄、紧固件及管接头等机械结构件上。

●在电子电器上，以塑代钢可用于电线电缆包覆、印刷线路板、绝缘薄膜等绝缘材料和电器设备结构件上。

●在家用电器上，以塑代钢可用于电冰箱、洗衣机、空调器、电视机、电风扇、吸尘器、电熨斗、微波炉、电饭煲、收音机、组合音响设备与照明器具上。

●在化工上，以塑代钢可用于热交换器、化工设备衬里等化工设备上和管材及管配件、阀门、泵等化工管路中。

●在汽车工业上，以塑代钢主要应用于保险杠、燃油箱、仪表板、车身板、内部装饰件、车灯罩、燃油管、散热器以及汽车相关零部件等。

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