汽車輕量化進程中的技術(shù)熱點及阻礙

連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬基材料，可以說是當(dāng)前汽車輕量化巿場關(guān)注的最熱技術(shù)。從K2013年展會來看，不下10家公司展出針對這一技術(shù)的解決方案。采用朗盛子公司Bond-Laminates有限公司的TEPEXdynalite102-RG600(2)/47%-1.0mm，由連續(xù)長玻璃纖維增強的熱塑性復(fù)合材料制造的座椅殼體，首次應(yīng)用于OpelAstraOPC車型，所用材料使這種座椅殼體具有極高的剛度和強度，在發(fā)生碰撞時可以吸收大量的能量，因而大幅提高了安全性。
　　
　　Bond-Laminates公司總經(jīng)理ChristianObermann博士說：“新產(chǎn)品的重量要比以前的產(chǎn)品約輕800g，而其性能可輕易勝出由鋼板和長玻璃纖維增強塑料制造的同等結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品�！逼�車輕量化進程中的技術(shù)熱點及阻礙朗盛公司預(yù)計采用TEPEX的復(fù)合材料產(chǎn)品的需求將會增長。Obermann說：“我們發(fā)現(xiàn)在其他要求具有優(yōu)異負載能力的汽車結(jié)構(gòu)部件中也具有巨大的應(yīng)用潛力，如制動踏板，安全氣囊殼體，前、后座椅結(jié)構(gòu)，前端載架和車底部保護部件。因此我們現(xiàn)在正在擴大我們Brilon生產(chǎn)廠的TEPEX工業(yè)生產(chǎn)能力�！�

　　
　　全球領(lǐng)先的玻璃增強纖維以及復(fù)合工程材料制造商歐文斯科寧借2014中國國際橡塑展之際推出其即將向中國巿場引入的專為長纖維增強熱塑性聚丙烯（LFTPP）設(shè)計的PerforMax系列SE4849Type30直接紗，適用于聚丙烯樹脂長玻纖造粒，連續(xù)纖維熔融浸漬，在線長玻纖增強熱塑性塑料及連續(xù)纖維增強熱塑性塑料片材。SE4849實現(xiàn)了更快的復(fù)合生產(chǎn)線速度，提高效率和提高玻璃纖維荷載。連續(xù)纖維增強不只在原料企業(yè)備受關(guān)注，設(shè)備制造企業(yè)同樣對這一技術(shù)給予熱切的關(guān)注。領(lǐng)先注射技術(shù)提供商Arburg、Engel、KraussMaffei，擠出技術(shù)廠商BREYER、Milacron擠出、Reifenhäuser，壓力成型技術(shù)提供商Diffenbacher，檢測技術(shù)供應(yīng)商IsraVision均在K2013展出針對這一技術(shù)的解決方案。毋庸置疑，連續(xù)纖維增強技術(shù)，包括其他長纖維增強技術(shù)已成為高性能輕量化的一個重要方向。但同時，優(yōu)質(zhì)材料價格居高不下的價格，讓輕量化的成本無疑增加許多，本土自主品牌在銷量與研發(fā)資金上的短板，更使得改性塑料在汽車應(yīng)用上讓車企對其又愛又恨。
　　
　　面對日益嚴格的汽車油耗法規(guī)，各大車企正在尋求多種路徑降低油耗，其中就包括為車身減重。通過汽車用改性塑料量的增大，來減少車身的重量，達到降低油耗的目的。在歐洲，汽車用改性塑料量已經(jīng)成為衡量汽車設(shè)計和制造水平高低的一個重要標志，據(jù)統(tǒng)計，1kg改性塑料可以替代2-3kg鋼等密度較大的材料，而汽車自重每下降10%，油耗可以降低6%-8%。在確保汽車整體性能的前提下，增加塑料類材料的使用量，可以有效減少整車重量，降低汽車排放，提高燃油經(jīng)濟性，同時降低汽車制造成本。世界上汽車塑料單車用量最大的是德國，塑料用量占材料總用量的15%。按照2005年歐洲的水平，平均單車用量已達到13%。而我國目前單車塑料用量距發(fā)達國家水平還有較大差距，有較大的提升潛力。
　　
　　在我國，各大品牌開始提升合金、超強度鋼、工程塑料等多種輕質(zhì)化材料在汽車產(chǎn)品中的應(yīng)用比例。今年初，福特宣布推出首款采用輕量化車身的F150，整車減重318公斤，近日又宣布旗下SUV車型探險者將成為首款采用這一輕量化設(shè)計的量產(chǎn)車型，隨后銳界、林肯MKX等車型也將采用相關(guān)設(shè)計。但與外資品牌相比，國內(nèi)自主品牌在輕量化道路上遇到了不小的挑戰(zhàn)。由于外資材料供應(yīng)商在一些核心部件方面幾乎壟斷了技術(shù)，自主品牌的采購價格居高不下。部分輕質(zhì)材料雖然降低重量效果明顯，但是成本高昂。對于經(jīng)濟型產(chǎn)品來說，車重降低一公斤的成本控制在20元以內(nèi)才是一個可接受的范圍。
　　
　　目前在合成塑料上，相較本土材料商，外資材料商的價格平均每噸貴幾千元，算下來平均每公斤增加成本幾十元。本土材料供應(yīng)商的產(chǎn)品主要應(yīng)用于保險杠、擋泥板、車輪罩等部件，在轉(zhuǎn)向節(jié)、底盤懸掛等核心件的輕質(zhì)化材料供應(yīng)上，基本由拜耳、巴斯夫、杜邦等外資企業(yè)所“壟斷”。比如拜耳的聚氨酯復(fù)合材料、聚碳酸酯塑料可以為車窗、新能源鋰電池提供材料，巴斯夫的長玻纖材料則主要用于發(fā)動機懸置、車內(nèi)抗沖擊性組件等部件上。政策的日益嚴苛，自主品牌車企在材料供應(yīng)、輕量化設(shè)計等汽車產(chǎn)業(yè)鏈上的薄弱環(huán)節(jié)仍將面臨嚴峻的考驗。自主品牌企業(yè)的銷量與資金相較于外資不具優(yōu)勢，目前以奇瑞汽車為代表的部分企業(yè)已開始聯(lián)手零部件供應(yīng)商、輕質(zhì)化材料商以及車企三方從研發(fā)初期開始合作。