1,上海杰事杰新材料股份有限公司汽車用工程塑料介紹,工程塑料研究所所長李小俊博士,2,匯報內容,1、汽車技術發展趨勢2、汽車輕量化3、工程塑料在汽車中的應用4、我國汽車塑料應用存在的問題與對策,3,1.1當前汽車的主要發展趨勢,環保,安全,舒適,低成本,信息化,清潔能源化,輕量化,可回收,個性化,多品種少批量,1、汽車技術發展趨勢,4,清潔能源化,輕量化,電子信息化,汽車發展方向,多品種、少批量,1、汽車技術發展趨勢,5,安全化,輕量化,舒適化,潔凈化,汽車新材料技術,1、汽車技術發展趨勢,6,1、汽車工業的發展帶來的問題,汽車保有量的急劇增加，給當今世界帶來了兩大問題,能源匱乏,環境污染,2003年，我國石油進口9100萬噸，石油進口量已超過消費總量的30%，能源問題已成為關系到國家戰略安全的問題。,汽車已成為大氣污染的重要根源之一。汽車排放已占大氣污染的30-60%。,我國的汽車工業已經進入快速發展期,轎車產量,汽車總產量,2、汽車輕量化,7,國外研究證實，在新能源汽車技術尚未突破的今天，輕量化是當前汽車節能、減少污染的最有效途徑之一。,燃油消耗可減少6%,轎車重量減輕10%,實現節能,減少排放,實現環保目標,2、汽車輕量化,8,輕量化-汽車材料的變化,2000/2010,中檔轎車重量的變化,1970,1.100kg,2000,1.400kg,2010,1.150kg,9,未來輕量化目標整車降重50%,美國、歐洲和日本等國家通過多年的研究，對轎車工業提出了2010年達到100公里3升油耗的目標，實現這個目標需要改進發動機的燃料燃燒技術和減輕50%的汽車重量。,2、汽車輕量化,10,塑料車身,上汽（集團）總公司汽車工程研究院,車身輕量化的材料途徑,高強鋼板車身,鋁、鎂合金車身,適合,大批量生產車型,小批量生產車型,適合,2、汽車輕量化技術,11,3、工程塑料在汽車中的應用,12,轎車工程塑料平均用量增長情況,13,MaterialsusedinEuropeanAutomotiveProduction2000,14,轎車塑料用量占整車重量的10%應用部位遍及全車,國外轎車工程塑料應用現狀,15,16,3.1工程塑料在車身中的應用,17,批量生產階段（或者成為商品車）塑料應用情況如下：1）高級全塑跑車骨架結構件采用碳纖增強塑料美國GM公司的“Ultralite”，采用碳纖增強塑料車身，僅車身材料成本為1.3萬美元外覆蓋件采用玻纖增強塑料全塑車身均用于高檔的SportsCar2）混合概念全塑車CCV(CompositeConceptVehicle)Chrysler公司Ticona車身采用玻纖增強熱塑性聚酯注射成型，注射成型，設備昂貴（8800噸注射機）用于大批量生產的CCV3）普通高級乘用車如Saturn、雷諾Avantime骨架結構件采用金屬件，外覆蓋件采用塑料件,3.1工程塑料在車身中的應用,18,一般車身普遍采用纖維增強塑料材料；按照塑料性質來分，用于車身的塑料分為：熱塑性纖維增強塑料（FRTP）如玻纖增強PET，GMT.熱固性纖維增強塑料（FRP）如手糊玻璃鋼、RTM、SMC按照纖維又可分為2類碳纖增強塑料超高強度(比鋼高)材料價格昂貴1122美元/Kg(鋼材價格為:0.70.8美元/Kg)玻纖增強塑料普通增強材料價格為:1.74.4美元/Kg,用于車身的塑料材料工藝技術,3.1工程塑料在車身中的應用,19,用于車身的塑料材料工藝技術,20,用于車身的塑料材料工藝技術,表1主要用于車身外板件的塑料材料工藝特點,21,碳纖增強塑料車身部件與鋼車身相比，可減輕重量40%60%。,BMWM3系列采用CFRP部件,BMWCFRP側圍骨架,應用實例,22,應用實例,23,復合材料車身頂蓋,應用實例,24,雷諾Avantime車身塑料件,應用實例,25,TheParadigm:thermoformedbodymadeofcoextrudedacrylicstyreneacrylonitrileandABSsheet,weighlessthan1,800pounds(comparedtoabout3,800poundsforasimilar-sized,steel-shelledcar),熱塑性擠出板材熱成型全塑塑料車身.,26,應用實例,27,應用實例,28,應用實例,29,Benz公司SmartCity-Cou,2）金屬骨架與全塑外覆蓋件相結合的應用實例,30,Benz公司SmartCity-Cou,全金屬骨架,31,Smart塑料車身外板件,32,應用實例,33,1）車身輕量化，（部件重量可減輕2030%），油耗下降、降低排放；2）抗沖擊性好,低沖擊或石擊下不變形，使用維修費降低；3）造型設計自由度大，適合復雜曲面設計；4）抗腐蝕性好，可免除外板件磷化處理等防腐作業；5）小批量（5萬輛/年以下）時模具投入小，生產成本低，適合于多品種、少批量生產；6）可減少零部件數量，降低生產成本。,塑料車身的技術特點,34,3、工程塑料在汽車中的應用,3.2工程塑料在儀表板、內飾系統的應用,35,InTrim,Instrumentpanel,Doortrim,Seats,Foof,Carpet,3.2工程塑料在儀表板、內飾系統的應用,36,Instrumentpanel,目前國內,中高檔車,經濟型車,軟質、聚氨酯反應發泡成型,硬質、改性聚丙烯注射成型,桑2000,聚氯乙烯-ABS表皮/聚氨酯泡沫/ABS注射骨架,賽歐,改性聚丙烯,儀表板系統,37,1）硬質儀表板材料統一化，便于回收；2）軟質表皮、泡沫PP化（TPO表皮、PP交聯泡沫）；3）模塊化設計儀表板，骨架高強度；4）內飾氣味性要求嚴格，采用環保、無毒、抗菌塑料；5）模內裝飾、低壓成型；6）采用高強度塑料、薄壁化，實現輕量化；7）采用蜂窩狀材料，提高剛性，降低重量。,3.2工程塑料在儀表板、內飾系統的應用,發展趨勢,38,3.3工程塑料在動力、底盤系統的應用,39,3.3工程塑料在動力、底盤系統的應用,40,3.3工程塑料在動力、底盤系統的應用,41,3、工程塑料在汽車中的應用,3.4工程塑料在防碰撞安全系統中的應用,42,43,44,4.1存在的問題,汽車塑料應用技術與國外存在較大差距；重材料研發，輕工藝研發；新材料研究與應用技術研究脫節；改性料規模小，無自身原材料供應；無行業規范；主機廠家缺乏材料應用研發能力，材料廠家缺乏產品開發能力。,45,4.1、目前國內汽車新材料研發中存在的問題,2）重視材料本身的研究，輕配套加工技術的研究,由于我國目前的科研體制，新材料研究主要集中在材料科研院所和大學，加之科研經費的缺乏，在汽車新材料研究方面，在新材料配方方面的投入較大，而在與新材料應用相匹配的加工成型技術以及應用試驗等方面的科研投入不足，許多新材料的科研成果難以產業化，限制了新材料在汽車中的實際應用。因此經常出現新材料通過鑒定的很多、而產業化并得到廣泛應用的較少的現象。,46,4.1、目前國內汽車新材料研發中存在的問題,3）材料開發與應用開發脫節,由于目前國內企業尚未成為應用開發研究的主體，部分企業認為新材料的研發僅僅是材料科研單位與大學的事情，不重視新材料的應用技術研究，使得材料開發與應用技術研究脫節，制約了新材料的應用。,47,4.1、目前國內汽車新材料研發中存在的問題,6）缺乏新材料的應用設計技術,新材料的應用技術包括三個方面，既材料、結構設計、成型工藝。三者密不可分，相互依存。由于目前在國內汽車高分子材料應用方面嚴重存在做材料開發的不懂汽車具體要求，也不懂得汽車產品的設計，搞汽車設計的不懂得高分子材料的結構工藝特點，在產品設計方面難以發揮新材料的特點。,48,缺乏設計技術,缺乏對塑料車身部件設計技術的正確理解,4.1、目前國內汽車新材料研發中存在的問題,49,加工,塑料產品開發的三個環節,材料,設計,產品,50,國內外塑料應用開發上的區別與差距,國外,國內,實現了產品設計、材料開發、生產工藝有機結合,產品設計、材料開發、生產工藝三者相對孤立,51,國外汽車非金屬材料零部件產品開發能力配置,汽車公司研發中心,整車,發動機,底盤,車身,材料工程,化學公司研發中心,汽車應用研究,新型材料在汽車上的應用成果,提供完整解決方案,52,國外汽車非金屬材料零部件產品開發能力配置,BMW公司,汽車塑料件設計研究部,TOYOTA,材料工程研究部,主機廠,53,國外汽車非金屬零部件產品開發能力配置,GE塑料,汽車塑料應用設計研究部,BAYER,汽車材料應用研究部,化學公司,54,國內汽車非金屬零部件產品開發能力配置,汽車公司研發中心,整車,發動機,底盤,車身,化學公司研發中心,化工材料,提供基于金屬的設計要求,提供材料性能