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塑料帮助新一代电动车减重

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SIM-WIL原型车(由杜邦高性能聚合物业务部供图)
日本川崎(2012年7月23日)新一代日本产电动车越来越多地使用塑料来减轻车重,并将行驶里程数在当前的量产型电动车基础上提升30%。
由日本川崎的技术开发公司SIM Drive Corp.公司生产的SIM-WIL原型车在重要零部件中启用了塑料,包括轮毂电机和作为电路板的薄膜替代材料。为SIM Drive公司供应了多种材料的杜邦公司在7月19日发布声明说,归功于采用了轻质材料和独特的“轮毂”电机系统,该车的行驶里程数得到显著提升。杜邦高性能聚合物事业部的亚太区域总监James Hay说道:“该项目显示了Zytel HTN[尼龙]这样的轻质高性能材料如何能够把作用发挥到极致,让设计师无需增加金属的重量,就能为电动车和混合动力车赋予更多的创新可能。”
SIM的官员对《塑料新闻》表示,他们的目标是打造出在性能和舒适性上不亚于传统的汽油驱动汽车的电动车。这家日本公司介绍说,例如,SIM-WIL在加速上不输于中型跑车,车厢内部空间和豪华轿车差不多,但车身尺寸仅相当于微型汽车。
塑料材料对减重的意义重大,具体包括在动力总成,聚碳酸酯窗户和绝缘塑料及其他应用上。该公司还表示,它希望与塑料业界合作更加紧密。该公司表示,其研究才刚刚开始。在宣布推出该车时,SIM Drive公司并未特别提到塑料在该车中起到的任何特殊作用,但该公司称将会启用新材料,包括第一次投入使用的一种硬壳钢制空间构架。 SIM Drive公司说,这种构架可在减重上获得重大突破,降低生产成本和提高坚硬度。
该公司说,他们希望能在2014年将该车投入量产,而生产原型车的目的之一是展示由34家不同的合作伙伴提供的技术能够非常可靠地用在量产中。杜邦说,该项目使用了杜邦提供的8种不同的塑料、薄膜、纸张和涂料,包括用于轮毂电机线轴的Zytel材料,这种材料比原先的PPS材质更结实轻巧,且更富成本效益。杜邦还介绍说,该车在指示灯照明中采用了Kapton聚酰亚胺薄膜,不必再使用电路板,因而将照明元件的重量减轻了80%。杜邦公司的一名官员说,这一原型车项目对杜邦具有重要意义。
杜邦设在东京的混电车业务部的主管Suzue Kikuyama说,杜邦还密切参与了该车早期设计阶段的工作,通常情况下材料供应商是很难涉足这一阶段的工作的。她还说道,杜邦对该项目特别感兴趣,因为到目前为止,还没有一家企业在量产型电动车上使用轮毂电机系统。她说,这是杜邦的Zytel材料首次被应用在轮毂电机线轴上。此类零部件的开发工作在杜邦设在日本名古屋的创新中心进行。
SIM Drive公司说,该车单次充电可行驶218英里,且每小时从0英里加速至60英里只需5.4秒。除杜邦外,SIM说他们还与其他多家材料公司进行了合作,包括采用了东丽工业株式会社提供的碳素纤维增强塑料预浸料坯。 SIM Drive公司说,其他合作方包括日本工程塑料复合生产商宝理塑料株式会社和可乐丽株式会社。


1楼2012-07-28 17:37回复
    该报道提到塑料在电动车应用的如下几个亮点:
    1,轮毂电机系统采用尼龙线轴
    2,指示灯照明电路板使用聚酰亚胺薄膜
    3,车窗使用聚碳酸酯
    4,东丽的碳素纤维增强塑料预浸料坯,没说做什么部件


    2楼2012-07-28 17:51
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      从车用聚碳酸酯说起
      聚碳酸酯在汽车的应用最突出的就是对玻璃车窗的替代,拜耳、帝人、SABIC等全球知名聚碳酸酯供应商已在这一领域展开了激烈竞争。
      在2012年北京国际汽车展上正式亮相的长城汽车“哈弗E”概念车,最大的特点是7个车窗组件均采用拜耳材料科技高性能模克隆聚碳酸酯制成,并配有大尺寸全景天窗。使用模克隆聚碳酸酯取代玻璃能够减重达50%。同时,重量的减轻能够降低汽车的重心,提高驾驶性能。据悉,这是中国汽车制造商首次如此大范围应用聚碳酸酯车窗来减少汽车重量。
      此前,布加迪威龙16.4GrandSport敞篷超级豪华轿跑车的透明全景车顶也采用了该材料,厚度仅为5毫米。该跑车最高时速确可达407公里,是目前公路允许行驶的最快速超级跑车。模克隆聚碳酸酯全景天窗因此也成为了迄今为止同类产品中应用於最快车速的品种。拜耳材料科技聚碳酸酯业务部预计,汽车工程设计的未来发展趋势将侧重於研发透明车身或车顶。如,汽车车顶将成为设计的对象,重点关注大尺寸全景天窗以及车顶和尾部区域的相关三维设计。
      日本帝人化成在CHINAPLAS2012展示了一辆名为CONCH的环保型电动概念车。车窗使用帝人Panlite聚碳酸酯树脂材料代替玻璃,抗冲击力强,是玻璃的200倍以上,轻度仅玻璃的一半,不会因高热变形。座椅使用帝人的高耐热性生物塑料Biofront等材料,突显环保理念。车身使用帝人集团的碳纤维Tenax,实现轻量化。
      帝人化成早在2010年就开发了另一款电动概念车——PU_PAEV。除聚碳酸酯树脂外,帝人化成还开发了用於汽车的聚碳酸酯合金材料,如PC+ABS和PC+聚酯。PC+ABS具有较高的耐热性,而PC+聚酯具有较好的耐化学品性能和耐疲劳性能,它是汽车外饰部件,如车门把手、装饰、外部车身覆盖件等的理想材料。
      此外,帝人开发了可以隔离热辐射的聚碳酸酯用於车窗和天窗。该材料可以模塑成采用隔热膜时无法制成的所需形状。PU_PAEV采用了这种隔离热辐射的聚碳酸酯技术。
      在CHINAPLAS2012期间,SABIC展台展示的QarmaQ是其与现代公司的一个合作项目,也充分展示了在汽车制造中用塑料替代金属、玻璃和热固性塑料等传统材料所带来的设计自由度和实用性。
      这款车在五年前日内瓦车展中已首次亮相。由於大量采用高新材料,与采用传统材料打造的同类车辆相比,QarmaQ的重量可减轻60公斤。用於水平车身覆盖件的XenoyiQ和ValoxiQ树脂可将每个零件的重量减轻50%,并同时保持与钢铁相当的强度。QarmaQ采用的XenoyiQ和ValoxiQ树脂解决了三个关键的环境问题——节约能源、减少温室气体排放、升级再造或重新利用PET塑胶瓶。QarmaQ重新利用了大约900个废弃的PET瓶子。同时还可以通过用完全透明的Lexan聚碳酸酯车窗替代传统玻璃来实现减重。
      来自美国恩坦华产品集团开发了全球第一款全塑结构车门硬件模块SuperPlug,该产品还赢得了2011美国塑料工程师协会(SPE)汽车创新大奖赛名人堂大奖。它以一个由SABICXenoy30%玻璃填充聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇(PC/PBT)树脂制成的气辅注塑成型零件,替换了40个独立的金属零件。车门模块概念始於XenoyPC/PBT树脂,现在这种树脂材料已经被业界广泛应用於车门模块制造。SuperPlug车门模块能够降低10%的成本,使每扇车门减重3.3磅(1.49公斤),每辆车减重13.2磅(5.94公斤),且由於能在总装线上把模块置入车门,简化了装配过程。


      4楼2012-07-30 13:33
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        汽车迎来全塑时代?
        除聚碳酸酯及其合金的大范围应用外,增强塑料在汽车更有极大的用武之地。
        泰科纳和瑞士Rinspeed共同开发的电动概念车Bamboo将其在亚洲的首秀选择了上海CHINAPLAS国际橡塑展,随后参加了北京国际车展。Bamboo的重要材料都由泰科纳提供,这是泰科纳与Rinspeed第二次联手合作。车身底部、轮毂部件、尾门、仪表板盖和横向稳定杆都由Celstran长玻纤增强热塑性材料tapes制成,特点是质轻、高刚度和高耐久性,能回收再利用。Hostaform共聚甲醛tapes用於汽车内部遮盖和门槛护板。立柱护板和方向盘装饰嵌条都由HostaformMetalX材料制成,与其他减轻冲击强度的POM材料相比,这种材料在抗冲击强度和接合线的完整性方面设立了新的标准,因其轻便、易加工和金属表观等优点,无需喷涂,可作为金属的理想替代品。
        对於车的尾门和横向稳定杆,泰科纳也使用了CFR-TPPPSCF60材料。这种Tapes由荷兰AFPT公司做实心的交叉缠绕以确保其高硬度。对於横向稳定杆来说,这种交叉缠绕的处理使它有可能构建一个结构组件:在汽车结构中,这种碳纤维半成品可以直接集成用来连接驾驶舱和车辆下部结构。这种材料具备相当的稳定性,其他比它重很多的金属才能达到同样效果,如果用铝或钢替代,车重会分别增加20%和50%。
        在CHINAPLAS2012上亮相的由巴斯夫和戴姆勒公司联合研发的划时代概念车smartforvision更采用全塑轮毂,这是业内首款适於量产的全塑轮毂。它采用长纤维增强UltramidStructure制成,每只轮毂的重量较铝合金轮毂减轻了3公斤。底盘等支撑结构采用基於Baxxodur环氧树脂系统的纤维增强聚合物,大幅减轻重量。除Tridion轻质车身外,车门等零部件也采用高性能复合材料—碳纤维增强环氧树脂制成,与钢铁和铝相比,重量可分别减轻50%和30%。


        5楼2012-07-30 13:34
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          除以上提到的聚碳酸酯、玻纤或碳纤增强材料、PC/PBT材料外,TPV等弹性体材料在汽车上的应用也越来越多。
          埃克森美孚化工“山都平”热塑性硫化弹性体(TPV)30年来一直帮助汽车行业以更低的成本打造重量更轻、性能更高且更加环保的车辆,它在耐候密封件、内外饰、引擎盖下及车底部件等领域不断传承其卓越品质。对半动态和静态耐候密封应用,山都平TPV具有持久的密封性能、重量更轻,且集成的部件功能可简化加工工艺并增强美观效果。在内饰表层应用方面,山都平TPV可提供精美外观、耐久性和“舒适触感”。正是由於其具备耐久性、强度、密封性能、耐高温和耐化学性,山都平TPV已成为引擎盖下和车底应用材料的理想选择。作为一种聚烯烃,山都平TPV可作为加工废料或在部件使用寿命结束后完全回收,从而减少废料并降低成本,同时确保满足相关法规的要求。加工废料可在回收后重复使用,并可在部件使用寿命结束后进行回收。


          6楼2012-07-30 13:35
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            现代成型工艺助推车用塑料发展
            新材料、新应用对加工工艺提出了更高的要求,一些新的成型工艺也应运而生。获得综合荣誉大奖和“流程/装配/支持技术”类别奖产品—福特翼虎/福特Kuga仪表板由佛吉亚使用TrexelMuCell微孔泡沫注塑成型技术和SABICSTAMAX20%长玻纤聚丙烯制造。和通过标准注塑成型制造的仪表板相比,此应用产品将每辆车减轻了1磅(0.45公斤),生产时间缩短15%,成本降低3美元。与传统的注塑成型相比,MuCell工艺使用更少的树脂和能源,因此该仪表板更环保。
            气辅注塑成型技术作为一种流体辅助注塑成型技术,已被广泛应用於汽车市场。最近,巴斯夫和德国PMEfluidtec股份有限公司联合浙江世纪华通汽车零件有限公司,在国内推广更胜一筹的新技术—水辅注塑成型技术(WIT)。
            华通公司采用巴斯夫专为水辅注塑成型技术开发的玻纤增强聚酰胺66—UltramidWIT解决方案,实现了良好的表面质量和耐化学性能。最近华通获得了上海大众(SVW)汽车公司和上海汽车工业集团(SAIC)发动机冷却液管项目。在2012年底前,冷却液管项目将投入批量化生产。此外,正利用WIT技术开发其他潜在的应用方案,包括全塑料汽车行李支架、吸油管和进气管。
            WIT技术通过注塑成型的方法实现复杂的热塑性中空部件的高效生产。它是原有气辅注塑成型技术(GIT)的改良和提升,最显着的优势是:部件内部可被直接冷却。水的导热系数是气体的40倍,热容量是气体的4倍。WIT与GIT相比,显着缩短了冷却时间,将生产周期缩短了25-40%。除更短的生产周期,采用WIT工艺生产的零件壁厚更薄更均匀,从而节约成本,减少重量。该技术能实现原有气辅技术很难达到的光滑内表面,大大提升了注射成型技术的市场竞争力。
            目前,汽车制造业,尤其是电动汽车制造业的创新,与工程塑料的发展息息相关。原因显而易见:设计自由和成本降低能最大程度地实现个性化。汽车的全塑时代是否会到来,亦或还有多远?我们暂时不得而知。但是,从聚碳酸酯全景天窗、全塑结构车门硬件模块、玻纤增强全塑轮毂的诞生等车用塑料的突破,我们又不得不对塑料之车用充满无限期待。


            7楼2012-07-30 13:36
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              这些年来,随着塑料工业的发展和壮大,其应用领域也不断扩大。比如在汽车领域,随着环保和轻量化的推行,汽车塑料件行业正迎来一轮发展的高潮期,其发展态势让人欣喜。
              资料显示,作为全球最大的汽车产销市场和汽车零部件市场,我国汽车塑料市场规模约为650-900亿元,占有率约为30%。其中PP(聚丙烯)消费量最大,而UP(不饱和聚酯)增长速度最快。
              与此同时,国内巨大汽车市场的庞大体量也为车用塑料产业的高速发展保驾护航。据悉,目前国内汽车销量为1806万辆,汽车保有量为7800万辆。有关专家预计2015年,我国汽车销量将突破2800万辆,乘用车销量将达到1960万辆。
              由此可见,汽车塑料件行业的春天才刚刚开始。有消息称,国内新一轮汽车刺激政策正在酝酿过程中,一旦正式落地实施,将极大刺激国内汽车工业的高速发展,而汽车塑料件行业也必将从中受益。
              对此,业内人士人士指出,作为汽车零部件行业的子行业,汽车塑料件行业必将在中国汽车工业的的发展过程中得到实惠。从长远来看,其发展前景无疑是格外美好的。因此,国内汽车塑料件企业应该牢牢把握市场机遇,着重加强成本结构控制、研发配套水平和客户开发能力,以期在未来的市场竞争占据更加有利的行业地位。


              8楼2012-07-30 13:52
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                尽管中国汽车市场陷入低谷,但海外汽车零部件巨头们仍视之为福地。总部位于欧洲的佛吉亚、科德宝等企业纷纷加快入华步伐。中国自主品牌车企成为佛吉亚重点关注对象之一。
                正在举行的上海国际汽车零部件、制造设备及售后服务展,成了汽车零部件企业吸引眼球的舞台。在全球第六大汽车零部件供应商佛吉亚的展台上,整车企业的代表仔细地观看着为宝马配套的整车座椅和门板、为奥迪配套的仪表板。佛吉亚的对面是全球高级音响巨头哈曼,正大张旗鼓地展示其汽车音响产品。
                尽管身为全球汽车零部件巨头,佛吉亚并不满足于当前业务表现。蔚蓝透露:“正在努力扩大欧洲以外的一系列项目。如加快亚洲发展步伐,中国是重中之重。2015年,中国销售收入希望较2011年翻一倍,达到25亿欧元。”2011年,佛吉亚销售额为162亿欧元,其中中国区销售总额达12亿欧元。蔚蓝告诉记者:“2011年欧洲是佛吉亚最大的销售市场,随着中国为首的亚洲业务快速增长,欧洲业务占比将慢慢下降。”2011年,佛吉亚欧洲、北美、中国销售收入占比分别为63%、21%、9%。按照佛吉亚规划,2015年欧洲销售收入占比将下降至54%,中国则提升至17%。
                为了完成2015年目标,佛吉亚中国将出组合拳。首先,佛吉亚将依靠先进的研发能力,实现全面本土化。蔚蓝称:“今年将在中国成立全新的研发中心,全面负责旗下四大核心业务的研发。我们希望中国研发中心成为离岸项目开发中心。未来由中国研发的产品,可以服务于佛吉亚全球各业务部门。”佛吉亚的汽车座椅系统、排放控制技术系统、汽车内饰系统和汽车外饰系统均居全球领先地位。其中,全球每四辆汽车中,就有一辆配备佛吉亚的控制系统。此外,佛吉亚将联手亚洲地区的目标整车厂商,扩大全球份额。
                在中国,佛吉亚将自主品牌整车厂商作为重点目标之一。蔚蓝表示:“2015年,来自本土汽车品牌销售收入占比将提升至15%至20%,目前这一比例仅约5%。”目前,佛吉亚中国已经决定和吉利汽车集团合作,在其工厂附近开设6个新工厂。此外,佛吉亚和长城汽车签署了技术合作协议。
                另一家欧洲零部件企业也在加快扩张步伐。德国科德宝集团在江苏太仓新建一座聚氨酯密封系统厂;并决定斥资3600万元在四川成都建新工厂,2013年初生产发动机进气歧管过滤器和车厢空气过滤器。
                汽车零部件加注中国,源于对中国市场的信心。蔚蓝称:“2015年全球汽车销量将增至1亿辆,较2010年增长2500万辆。其中,1800万辆来自于新兴市场。作为新兴市场的龙头,中国汽车销量将增长1000万辆。这意味着汽车零部件的巨大商机。”


                9楼2012-07-30 14:04
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                  目前世界汽车领域最顶尖的技术集中在两个领域,一个是发动机和变速箱技术,另一个就是汽车轻量化技术。
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                  10楼2012-08-17 13:57
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