從汽車環(huán)保和輕量化展望復(fù)合材料發(fā)展趨勢

1、從汽車環(huán)保和輕量化展望從汽車環(huán)保和輕量化展望復(fù)合材料發(fā)展趨勢復(fù)合材料發(fā)展趨勢 1. 汽車工業(yè)的研究方向汽車工業(yè)的研究方向 汽車產(chǎn)業(yè)在世界各地蓬勃發(fā)展的同時，也帶來環(huán)境污染和能汽車產(chǎn)業(yè)在世界各地蓬勃發(fā)展的同時，也帶來環(huán)境污染和能源短缺兩大嚴重的負面影響。據(jù)調(diào)查，石油消費品中，其中源短缺兩大嚴重的負面影響。據(jù)調(diào)查，石油消費品中，其中35%是作為汽車的燃料被使用，可見汽車燃料消耗占有很大比重。這是作為汽車的燃料被使用，可見汽車燃料消耗占有很大比重。這種狀況必將導(dǎo)致汽車行業(yè)的研究方向進行相應(yīng)調(diào)整種狀況必將導(dǎo)致汽車行業(yè)的研究方向進行相應(yīng)調(diào)整輕量、節(jié)輕量、節(jié)能和環(huán)保成為國際汽車工業(yè)研究的主題。能和環(huán)保成為

2、國際汽車工業(yè)研究的主題?；瘜W(xué)用原料18%家庭業(yè)務(wù)16%礦產(chǎn)15%電力7%交通 船舶3%航空業(yè)2%農(nóng)林水產(chǎn)3%城市煤氣1%汽汽車車3 35 5% %輕量和節(jié)能輕量和節(jié)能為減輕汽車產(chǎn)品自重，節(jié)省材料，降低汽車燃油消耗和低排量，降低生產(chǎn)和使用成本，輕量、節(jié)能一直是國際汽車工業(yè)研究的主題。與20年前相比，國外轎車自重減少了20-26，每輛轎車所用鋼、鑄鐵、銅、玻璃的數(shù)量將分別下降15、29、13和13；鋁、鎂、粉末冶金、塑料的用量將分別增加31、100、20和29。 環(huán)保環(huán)保為保護環(huán)境，國際汽車工業(yè)對汽車產(chǎn)品使用環(huán)保型材料給予了高度重視，汽車廢舊材料回收、再生與利用技術(shù)已成為熱點，并開始形成一種新興的

3、產(chǎn)業(yè)。 汽車輕量、節(jié)能和環(huán)保既是國際汽車的發(fā)展方向，也是我國產(chǎn)業(yè)政策的要求,近期國家發(fā)改委、科技部和環(huán)保局聯(lián)合制定了汽車產(chǎn)品回收利用技術(shù)政策，要求2010年車輛可回收利用率達80%-85%，材料的再利用率不低于75%80%。在這方面，汽車材料的革命和發(fā)展將起著主要的和推動的作用。而塑料與汽車輕量化、節(jié)能和環(huán)保有著密不可分的關(guān)系 2、汽車輕量化的途徑、汽車輕量化的途徑 汽車材料是影響汽車重量的重要因素，對節(jié)省能源及改善污染議題都有相當(dāng)程度的影響，汽車減重是節(jié)省能源及降低污染的最佳途徑。而“輕量化結(jié)構(gòu)”則提供汽車減重的方法，除了”多功能系統(tǒng)整合”、”生產(chǎn)技術(shù)”外，”新材料的應(yīng)用”也占有舉足輕重的地

4、位。目前國外實現(xiàn)汽車輕量化的方法主要有兩種：1)改進汽車結(jié)構(gòu)，使部件薄壁化、中空化、小型化和復(fù)合化，對內(nèi)飾、發(fā)動機和底盤等所有汽車零部件進行結(jié)構(gòu)和工藝改進等；2)采用輕量化的金屬和非金屬材料，主要是指鋁合金、鎂合金、高強度鋼材、工程塑料及纖維增強復(fù)合材料等。 目前世界主要汽車用塑料件的內(nèi)飾化已基本完成。玻璃纖維增強塑料(frp)等新品種已隨著技術(shù)的成熟而正在擴大應(yīng)用，主要用于車身的外裝件和功能件。可用于車門、發(fā)動機罩、前格柵、翼子板、保險扛骨架、門柱護板、通風(fēng)百葉窗、導(dǎo)流罩等近20種車身板件。 復(fù)合材料性能適合車身輕量化、降低油耗的要求。傳統(tǒng)的汽車車身材料處于以薄鋼板為主的單一狀態(tài)，不能適應(yīng)人

5、們追求高速與輕量化的要求，為減輕其質(zhì)量，改善風(fēng)阻系數(shù)和降低油耗，許多汽車廠家都積極研究和利用新材料以達到上述要求。許多種類型的復(fù)合材料都在車身輕量化過程中得到了施展才能的舞臺，并在汽車的輕量化進程中大顯身手。隨著新型材料研究工作的不斷深入，以及復(fù)合材料制備技術(shù)的不斷突破，復(fù)合材料在車身輕量化進程中的作用必將更加突出。 目前我司采用復(fù)合材料制作的汽車零件有頂蓋、前保險杠面罩、前圍外板、左右側(cè)導(dǎo)流罩、中部導(dǎo)流板裝飾罩、頂蓋帶天窗總成、牌照板、左右前側(cè)外板、翼子板、腳踏板裝飾罩、大燈裝飾罩等。 我公司載重汽車的復(fù)合材料使用已經(jīng)十分廣泛，而在轎車上的使用還需進行進一步的開發(fā)研究，因此，未來復(fù)合材料的發(fā)

6、展目標應(yīng)是開發(fā)轎車等領(lǐng)域用高分子聚合物基復(fù)合材料大型構(gòu)件并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。 3、輕量化對材料的需求、輕量化對材料的需求用更輕、更耐用、對環(huán)境污染更小并可回收的材料是汽車選材的方向。這涉及到材料的選擇、組成、加工過程。新型材料需要新型制造技術(shù)，制造技術(shù)是決定材料實用化的關(guān)鍵，因此這些技術(shù)往往是各國汽車業(yè)的尖端技術(shù)。 復(fù)合材料在汽車工業(yè)中應(yīng)用的主要驅(qū)動力之一是輕量化。然而，不同種類的汽車輕量化的目標有所不同： a 卡車輕量化允許有效載荷增加而總重不變。 b 運動車，重量減少轉(zhuǎn)變成性能（加速度和最高速度）的提高。 與輕量化設(shè)計相對應(yīng)的必須處理好的一些關(guān)鍵需要考慮的是： a 減重和成本增加之間的最佳結(jié)合點

7、； b 節(jié)能與環(huán)保； c 乘員的舒適性； d 高被動安全標準； e a級表面質(zhì)量。但仍然有許多技術(shù)問題需要解決：a 適應(yīng)高產(chǎn)量生產(chǎn)的復(fù)合材料制造工藝，縮短目前合成材料生產(chǎn)制造工藝節(jié)拍。b復(fù)合材料工藝自動化，特別是增強材料的鋪放，對降低制造成本、縮短生產(chǎn)周期及質(zhì)量控制自動化的工藝是必要的。c 適應(yīng)高產(chǎn)量生產(chǎn)的復(fù)合材料（例如快速固化的熱固性樹脂）。d 用于快生產(chǎn)節(jié)拍的具有高壓性能的復(fù)合材料。e降低碳纖維價格 。f適合新的報廢汽車法規(guī)的復(fù)合材料工藝。g汽車用復(fù)合材料檢測方法。h汽車合成材料特殊的設(shè)計程序。所有汽車制造廠都已經(jīng)開發(fā)了金屬零件的設(shè)計程序，但一般不能為復(fù)合材料所用。i新的復(fù)合材料數(shù)字模擬。

8、這些模擬需要在以下三個方面有判定能力：(i)典型材料性能的可用性，(ii) 材料模擬的精確性，和(iii)要求的計算結(jié)果。j綜合的生產(chǎn)工藝分析手段的進一步開發(fā)，以減少在合成材料零件開發(fā)過程中要求的實驗檢測次數(shù)。4 、汽車材料發(fā)展趨勢、汽車材料發(fā)展趨勢 未來的汽車是屬于適應(yīng)環(huán)境保護的綠色汽車，因而在此不可避免的要提到復(fù)合材料的環(huán)境意識。復(fù)合材料能提高材料性能，延長使用期，加強功能性，這些都是對環(huán)境有利的特性。但應(yīng)認真對待并努力克服復(fù)合材料的再生問題，使復(fù)合材料朝著延長使用期以及可再生環(huán)境協(xié)調(diào)化的方向發(fā)展。 為保護環(huán)境，國際汽車工業(yè)對汽車產(chǎn)品輕量化，同時對使用環(huán)保材料予以高度重視，汽車廢舊材料回收

9、、再生與利用技術(shù)已成為一種新興產(chǎn)業(yè)。歐洲各國要求，到2015年汽車廢舊材料利用率將達到95。作為汽車輕量化中采用的纖維復(fù)合材料也就必須符合節(jié)能和環(huán)保的要求。那么作為復(fù)合材料行業(yè)如何應(yīng)對？5、現(xiàn)存的問題、現(xiàn)存的問題 作為汽車行業(yè)的材料工程師，面對目前眾多的復(fù)合材料在材料的如何選用上有一些困惑，不象對傳統(tǒng)的聚丙烯、abs合金、聚酰胺等材料在選用上比較得心應(yīng)手，總結(jié)起來還是由于這些新的復(fù)合材料的性能不是很明朗，比如上面提到的三種復(fù)合材料，它們可以制作同一種零部件，但各自在材料性能方面的優(yōu)勢、對結(jié)構(gòu)的要求、成本（包括材料、工藝及設(shè)備成本）等方面的比較方案有所欠缺，所以在對新材料的選用上信心不足，這也是新材料不能及時得到應(yīng)用