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汽车轻量化新材料大盘点,你更看好谁?

2017-11-13人民汽车叫大众

全球能源与环保问题日益突出,汽车轻量化进程备受瞩目。相关数据显示,汽车轻量化与能耗消耗有着直接的关系。

 

传统燃油汽车整备质量每减少100公斤,百公里油耗可降低0.3-0.6升,氧化碳排放降低5~8克;对于纯电动汽车而言,整备质量每减少100公斤可以增加续驶里程10%,节约电池成本15%-20%。轻质材料的应用是实现汽车轻量化最直接有效的方法。

中国确定了2020年乘用车平均油耗降至5.0升/100公里的目标,《中国制造2025》提出节能与新能源汽车作为重点发展领域,并将轻量化作为汽车产业重点发展方向之一。轻量环保已成为当前汽车企业的迫切需求。

玻璃纤维增强尼龙

宝马i8跑车新的谐振腔采用杜邦?Zytel? PLUS95G35玻璃纤维增强尼龙为原材料。该材料降低了两个涡轮增压发动机的噪音,带来了更加愉快的驾驶体验,同时材料的轻质和高强度特性还利于减少燃料消耗和CO2 排放。

生物塑料

中国改性高分子复合材料的领先企业鑫达集团推出的XDPPSTR-03LQ19005创新生物质轻量化材料解决方案。

该生物质填充材料,采用了10%-50%的不同含量的秸秆填充聚丙烯,不仅可以有效降低生产过程中的碳足迹,而且与传统石油基产品相比,所制成的部件密度更小、简支梁缺口冲击强度更高、弯曲额强度和拉伸强度相当,并体现出更优秀的流动性和加工性能,明显缩短了生产周期。

在材料混合均匀的情况下,制成的产品阻燃性更高,同时可将部件重量降低20%左右。另外,在零部件达到使用寿命后,可完全降解,从而最大限度地降低了对环境的影响。

目前,鑫达的XDPPSTR-03LQ19005生物质材料已经被国内多家汽车OEM制造商、零部件生产企业用于不同车型的立柱护板、门板试制。

聚碳酸酯(PC)

聚碳酸酯(PC)具有透明、良好的抗冲击、抗热畸变的性能,而且耐候性好、硬度高。

 

科思创在去年德国k展上发布了一辆名为“K2016”的电动概念车,车身部分外壳和腰线以上的车窗、车顶全部由聚碳酸酯材料制造,它可以做成半透明或者全透明。

聚碳酸酯以其特殊的特点制造出特别清晰的汽车车窗,可用于侧窗和后窗、全景顶篷、乃至整个后舱口。这样所制成的部件较之用玻璃制造的重量轻达50%。

碳纤维复合材料

碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维数字符合材料抗拉强度一般都在3500MPa以上,是钢的7-9倍,抗拉弹性模量为2300-43000MPa也高于钢。

它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼具纺织纤维的柔软性。一般碳纤维的密度为1750kg/m3,如此低的密度让其被汽车制造行业所看好。

这种材料的特点之一就是质量轻,应用在汽车上最直观的改变就是整车重量的降低,碳纤维材料的应用在保留舒适配置的同事达到了更好的效果,碳纤维复合材料的应用可使车身、盘底减重40-60%,相当于钢结构重量的1/3-1/6。

三菱化学旗下的碳纤维复合材料SMC材料被丰田公司选中,用在今年3月最新发布的新型雷克萨斯豪华轿车LC500和LC500h上,用于车门内板和后备箱内板的生产。

零部件,轻量化,汽车材料

由三菱化学开发的SMC片材是一种CFRP中间材料,是将碳纤维切成数厘米长之后浸于树脂中得来。SMC经过快速加工(通常在2-5分钟)之后,通过模压工艺可以获得生产所需的零部件。

与预浸料成型工艺相比,SMC工艺具备复杂部件的成型优势,从而赋予了工程师更加灵活的产品设计能力。

其它复合材料

大众出厂的PoloRWRC(世界拉力赛用车)路试版的发动机罩采用了蒂森克虏伯的Litecor产品。这一产品使整个发动机罩的重量减轻了30%,二氧化碳的排放减少了25%。

 

Litecor采用两层0.2-0.3毫米厚的钢板加上0.3-1毫米厚的“特种热塑混合纤维”薄膜核心层,内芯基材是聚丙稀、聚乙稀、尼龙或其复合物,并包括有“至少一层纤维增强塑料”。

Litecor板至少有14种潜在用途,主要用于大型扁平面板和高强度的车身零部件,包括车顶、车门、尾门和发动机罩等。与全钢板设计相比,用Litecor板制造的发动机罩目前价格要贵21%、车门板要贵7%,但成本大大优于铝材。

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