如何適應汽車行業輕量化趨勢
2011-12-7 來源:中國紡織報
關鍵詞:納米材料 汽車 輕量化
納米材料也在汽車領域應用很長時間,與傳統形式相比,再生碳纖維的應用可以使壓縮成型出來的產品節約60%的重量,不過在具體應用中還存在一些小挑戰,具體投入運行中還需要一個過程。
近年來,汽車市場需求上升速度令人瞠目。有專家們指出:在原材料市場的迅速發展下,汽車內飾和零件裝飾也需要跟進,以適應汽車行業的輕量化趨勢,因為這不僅是汽車行業實現其自身輕便快捷、審美標準的要求,更是全球汽車產業最大的經營目標。隨著汽車市場營銷目標的實現,眾多設計因素、消費者因素、客戶和商業等因素都隨之得到了滿足。不過,設計要達到輕量化的要求還依賴于可操作的技術。比如,開發任何一款新產品,設計師們都要通過不斷的實驗、反復的推敲,最終確定一個最符合要求的方案。
就拿醫學上使用的假肢來說,設計靈感就來源于大自然中鳥類筑巢的結構特點和原理,模仿鳥巢錯綜復雜的內部構造和外圍邊緣設計,來達到病人在假肢使用過程中最小障礙化、最大功效化的目的。反觀汽車內飾和零部件也是如此,一個輕巧的汽車頂部設計要具備音頻系統和無蓋設計,使用通過驗證了的100%的PET膜結構完全可以達到。
通過聚合物方向尋找新的產品替代是現在汽車輕量化發展的主流。復合塑料是設計汽車座椅中更加科學、更加舒適的選擇,例如在美國HermanMiller公司的生產線上,正運行著大量的塑料注塑造制出來的汽車座椅靠背,這種舒適、靈活的無框型座椅靠背設計對汽車內部輕量化起到了巨大作用。可以說,在汽車行業,一種新的應用型綜合座椅背完全可以取代傳統中鋼結構設計的產品。
據統計,在過去的10年里,汽車傳動系統和底盤區域的塑料使用率增加了40%,而且未來仍將不斷保持增長態勢。國際汽車零部件高級副總裁Maurice Sessel稱,如果汽車橋架的輕量化可以實現,那么整個汽車的重量將會大大降低,同時還有汽車儀表盤如果實現生物膜結構的設計或者更輕的塑料材質,汽車的重量也會降低很多。
設計師們還可以使用更多塑料形式創造更加多樣的產品,例如,用聚丙烯薄膜生產的頭頂功能膜控制臺在使用中不但大大減少了部件本身的重量,還使內飾的整體結構更加牢固、安全,完全不需要鋼結構材料的支撐,大大的提高了整車的性能。還有其他一些產品零件也可以在薄壁上實現輕量化,如使用吹塑成型的零部件比金屬材質的重量減少5%~15%,且結構不受損完全可以保證其完整性,目前這項技術已經小范圍應用。
此外,納米材料也在汽車領域應用了很長時間,與傳統形式相比,再生碳纖維的應用可以使壓縮成型出來的產品節約60%的重量,不過在具體應用中還存在一些小挑戰,具體投入運行中還需要一個過程。
如何實現塑料產品的突破性設計?佛吉亞集團高級產品創新經理Kulkarni總結了以下幾點,包含汽車頂部結構可利用泡沫替代金屬材料來達到整體水平的輕量化,還有使用塑料生產的汽車后橋架可以在原設備基礎上重量下降20%左右。巴斯夫旗下駐美高級開發工程師Kipp Grumm也認為,熱塑性全膜產品具有纖維的連續性結構,具有這樣優勢概念的產品再結合注塑和膜結構塑料產品完全可以建立一個強有力的、輕型零部件產業,這樣汽車領域也將進入具有良好成本效益、環境效益的快速生產周期時代。
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