汽车车身新材料的应用及发展趋势
新材料在新能源汽车领域中的应用

新材料在新能源汽车领域中的应用随着新能源汽车的快速发展,新材料在这一领域中的应用也变得越来越重要。
新材料在汽车制造中的应用,不仅可以提高汽车的性能和安全性,同时还能够减轻车辆的重量,提高能源效率,从而改善汽车的燃油经济性。
本文将从新材料的种类、在新能源汽车中的应用和未来发展趋势三个方面来探讨新材料在新能源汽车中的应用。
一、新材料的种类新材料的种类非常丰富,这些材料都可以用于汽车制造中。
其中一些广泛应用的新材料如下:1. 高强度钢:高强度钢是一种优质的轻量材料,能够减轻汽车重量,同时又可以提高车身强度和安全性能。
2. 改性塑料:改性塑料是一种耐高温、高强度、轻质的材料,可用于便携式电池外壳、车身组件等。
3. 碳纤维:碳纤维是一种轻质、高强度、高性能的材料,可用于汽车的车身和底盘,以提高汽车的刚度和耐久性。
4. 铝合金:铝合金具有高强度、耐腐蚀、轻质等优点,可用于汽车的车身和制动系统等。
5. 锂离子电池:锂离子电池是一种高能量密度、长寿命的电池,是电动汽车的主要能量来源。
二、新材料在新能源汽车中的应用新材料在新能源汽车中的应用十分广泛,主要体现在以下几个方面。
1. 减轻车重新材料可以大幅度减轻汽车重量,从而提高汽车的燃油经济性和能效。
例如,高强度钢、碳纤维等材料的应用可以有效地减轻车重,并提高车身刚度和密封性,从而改善汽车的行驶稳定性和安全性。
2. 提高能源效率新材料的应用还可以提高车辆的能源效率。
例如,轮胎和制动系统的材料和结构的改进可以降低能量消耗和抵抗力,从而提高汽车的能效和性能。
3. 提高电池效率在新能源汽车中,电池是非常重要的部分,影响着整个车辆的性能和使用寿命。
采用高性能的碳纤维、硅基精细化技术、高韧性陶瓷等材料,可提高电池的适应性、安全性和能量密度,提高汽车的续航里程和使用寿命。
4. 改善驾驶体验新材料的应用可以改善汽车的驾驶体验,如良好的隔音、减少震动和稳定性等。
例如,利用新型高弹性橡胶或者多层隔音材料制造座椅和可调节的悬挂系统,能有效地减少车内噪音和震动,提高驾驶舒适性。
我国汽车材料的应用及未来发展趋势

我国汽车材料的应用及未来发展趋势1. 引言1.1 我国汽车材料的重要性1. 提高汽车的安全性能:汽车材料的选择直接影响到汽车的安全性能。
优质的汽车材料可以提高汽车的抗冲击性能、抗腐蚀性能和抗疲劳性能,从而保障车辆在行驶过程中的安全。
2. 优化汽车的性能与品质:不同种类的汽车材料具有不同的物理和化学性能,可以针对汽车设计的需要选择最适合的材料,以优化汽车的整体性能和品质。
3. 减轻汽车的重量:近年来,汽车轻量化已成为汽车制造行业的发展趋势。
采用轻量化材料可以降低汽车的整体重量,减少燃料消耗和排放,同时提高汽车的动力性能和经济性。
4. 推动材料工业的发展:汽车材料的需求驱动着我国材料工业的发展,促进了新型材料的研发和产业化,提高了材料产业的技术水平和竞争力。
我国汽车材料的选择和应用对于汽车制造行业的发展和提升具有重要意义,同时也对我国材料工业的发展起到了积极的推动作用。
1.2 汽车材料在汽车制造中的应用汽车制造中禤丰富多样,根据不同部位的功能需求、性能要求和安全标准,使用了各种不同的材料。
在汽车制造中,金属材料是最为常见和重要的材料之一。
汽车的车身骨架、发动机、悬挂系统等部件通常都采用金属材料制造,如钢铁、铝合金等。
这些金属材料具有优良的强度、刚度、导热性和耐久性,能够满足汽车在运行过程中的各种力学、热学和化学需求。
塑料材料在汽车制造中也扮演着重要角色。
塑料材料通常用于制造汽车的内饰、车身外部部件、隔音隔热材料等。
相比于金属材料,塑料材料具有更轻、易加工、隔热、耐腐蚀等特点,能够降低汽车的整体重量,提高燃油经济性和行驶性能。
复合材料在汽车制造中也得到越来越广泛的应用。
复合材料通常是由两种或两种以上的不同材料在一定比例下结合而成,具有优良的强度、刚度和轻量化特点,能够满足汽车在结构设计和性能需求上的多样化要求。
复合材料被广泛应用于汽车的车身、碳纤维材料制动系统、车顶等部件,以提高汽车的整体性能和安全性。
我国汽车材料的应用及未来发展趋势

我国汽车材料的应用及未来发展趋势随着我国经济不断发展,汽车产业也稳步增长,成为国民经济中一个重要的支柱产业。
而作为汽车制造的重要组成部分,汽车材料的应用和发展趋势备受关注。
本文将从我国汽车材料的现状及应用、未来发展趋势等方面展开阐述。
一、我国汽车材料的现状及应用1. 金属材料金属材料一直是汽车制造的主要原材料之一,包括钢铁、铝合金、镁合金等,广泛应用于汽车车身、发动机、底盘及其他部件的制造中。
高强度钢材是近年来的研究热点,具有重量轻、强度高的特点,能够满足汽车节能、环保的需求。
2. 塑料材料随着汽车轻量化的趋势,塑料材料在汽车制造中的应用也逐渐增多。
如聚丙烯、聚氨酯等塑料材料在汽车内饰、外饰、发动机罩等部件中得到广泛应用,具有重量轻、耐腐蚀、成型性好等优点。
3. 复合材料复合材料由不同性质的材料组成,具有高强度、轻质、耐磨损等特点,广泛应用于汽车的车身结构、车轮、燃油箱等部件中。
我国复合材料行业发展迅速,为汽车制造提供了更多选择。
4. 其他材料除了上述材料外,玻璃、橡胶、陶瓷等材料也在汽车制造中得到广泛应用。
汽车玻璃在安全、节能方面发挥了重要作用,橡胶密封件在汽车减震、密封等方面发挥了重要作用。
二、未来发展趋势1. 轻量化材料的应用将继续增加随着汽车节能、环保的要求日益提高,轻量化材料在汽车制造中的应用将继续增加。
在金属材料方面,高强度钢材、铝合金、镁合金等将得到更广泛的应用;在非金属材料方面,各类复合材料、塑料材料的应用也会得到进一步推广。
2. 材料多样化发展未来,汽车材料的发展趋势将是多样化的。
传统材料的改进和新材料的开发将是今后的发展方向。
具有自愈合功能的新型涂料、具有自我修复能力的新型材料等将逐渐应用于汽车制造中。
3. 绿色环保材料将受到更多关注随着绿色环保理念的日益普及,绿色环保材料将受到更多关注。
在汽车制造中,可降解材料、再生材料等将成为未来的发展趋势,符合节能减排、循环利用的要求。
汽车车身材料的现状及其发展趋势

汽车车身材料的现状及其发展趋势下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用,谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!汽车车身材料的现状及其发展趋势随着汽车工业的发展,车身材料的选择对汽车性能、安全性和环境影响起着至关重要的作用。
汽车车身材料应用现状与发展趋势

汽车车身材料应用现状与发展趋势汽车车身材料是指汽车的整个车身结构所使用的材料,包括钢铁、铝合金、碳纤维等材料。
随着科技的不断发展和环保意识的加强,汽车车身材料也在不断地更新换代。
目前,在汽车车身材料的应用中,钢材占据了主要的市场份额。
对于低端车型来说,普通的碳钢材质仍然是首选的材料。
但是,对于高端车型来说,高强度钢、先进高强度钢和再结晶钢等新型材料的应用越来越广泛。
这些材料具有重量轻、刚性好、防腐耐用、热稳定性和能耗节约等优秀特性,能够有效地提升汽车的安全性能和燃油效率。
除了钢材,铝合金在汽车车身材料中也有着广泛的应用。
铝合金是一种轻质、高强度的材料,具有良好的成形性和抗腐蚀性能。
因此,在高端车型中代码降低车身重量和提升燃油经济性方面,铝合金已成为首选的材料。
但是,铝合金的复合加工难度较高,成本也相对较高,这限制了它在低端车型中的应用。
随着全球经济的快速发展,碳纤维等新材料也开始应用于汽车车身中。
碳纤维具有较高的强度和刚度,同时也非常轻盈,同等强度下,其重量只有钢的1/5。
这些优越的性能使碳纤维在汽车车身中有着广泛的应用前景。
但是,碳纤维在加工和制造方面存在着一定的难度和成本问题,因此在当前阶段的应用仍然有一定的限制。
未来,随着环保和燃油经济性要求的不断提高,汽车车身材料将会更加趋向于轻量化和复合化。
使用新型材料,同时也需要满足强度和安全性的要求,以及生产成本的限制。
综合考虑各方面因素,汽车车身材料的未来发展主要有以下几个方向:一是材料轻量化。
随着汽车制造业环保和燃油经济性的要求日益提高,汽车车身材料的轻量化成为趋势。
轻量化是提升汽车能源利用效率和行驶性能的重要途径。
二是复合材料化。
汽车车身复合材料的应用是汽车轻量化与高于要求的强度、韧性等多种性能要求之间的一个完美协调的产物。
复合材料的高强度和轻量化是实现轻量化的重要途径。
复合材料的成本虽然比普通材料高,但随着其生产规模的不断扩大,成本也将逐渐降低。
汽车车身设计及制造工艺新技术分析

汽车车身设计及制造工艺新技术分析随着科技的不断进步和汽车工业的快速发展,汽车车身设计及制造工艺也正在不断地进行革新与创新。
新技术的应用使得汽车车身更加轻量化、安全性更高、造型更具创新性,满足消费者不断提升的需求。
本文将从材料、设计、制造工艺等方面进行分析,介绍当前汽车车身设计及制造工艺的新技术发展情况。
一、轻量化材料的应用随着汽车工业的发展,轻量化材料的应用已经成为汽车车身设计的重要方向。
传统的汽车车身多采用钢铁材料,但随着铝合金、镁合金、碳纤维等新材料的应用,汽车车身的质量得到了显著减轻,从而实现了燃油效率的提升和排放的降低。
新材料具有更好的强度和刚性,能够增加汽车车身的安全性能,提高车辆的抗撞性能。
除了上述材料,还有一些新型复合材料也被广泛应用于汽车车身设计中,如碳纤维增强塑料(CFRP)、玻璃纤维增强塑料(GFRP)等。
这些材料不仅具有良好的强度和轻量化特性,而且可以灵活塑形,符合现代汽车设计的个性化需求。
二、智能设计技术的应用随着人工智能、大数据等新技术的不断发展,汽车车身设计也逐渐应用了智能设计技术。
智能设计技术可以通过大数据分析消费者需求,提供更加符合市场需求的车身设计方案。
智能设计技术还可以通过虚拟仿真、计算机辅助设计等手段,快速、精准地实现汽车车身的设计优化。
智能设计技术还可以实现汽车车身的个性化定制。
消费者可以通过网上定制平台,根据个人喜好和需求,设计自己独特的汽车车身外形。
这种个性化定制不仅满足了消费者个性化需求,还可以提高汽车厂家的竞争力。
三、先进制造工艺的应用随着制造工艺的不断创新,汽车车身制造工艺也得到了极大的改善。
先进制造工艺的应用,使得汽车车身的制造更加高效、精准。
3D打印技术的应用可以实现复杂形状的汽车车身零部件的快速制造,大大缩短了制造周期,降低了制造成本。
激光焊接技术的应用也使得汽车车身的制造工艺得到了改善。
激光焊接不需要额外的焊接材料,可以实现汽车车身零部件的无缝焊接,提高了焊接强度,减轻了零部件的重量。
汽车材料调研报告

汽车材料调研报告汽车材料调研报告引言:汽车材料是指用于制造汽车的各种材料,包括金属材料、聚合物材料、复合材料等。
随着汽车工业的快速发展,汽车材料的研究和应用也变得越来越重要。
本次调研的目的是了解当前汽车材料的主要应用状况和未来发展趋势。
一、金属材料金属材料一直是汽车制造中最常用的材料。
其中,钢铁材料占据了70%以上的比例,主要用于汽车车身和底盘的制造。
铝合金材料在汽车制造中也得到广泛使用,它具有重量轻、强度高的优点。
未来,随着汽车轻量化的趋势不断加强,铝合金在汽车材料中的应用将会进一步增加。
二、聚合物材料聚合物材料在现代汽车制造中扮演着重要的角色。
汽车的塑料件数量在不断增加,原因是塑料件具有良好的成形性、重量轻、抗腐蚀等特点。
高性能工程塑料在汽车材料中的应用也在不断提高,这些材料具有较高的力学特性和耐高温性,适用于制造发动机盖、车灯等部件。
此外,生物可降解塑料的研究也在进行中,未来有望广泛应用于汽车材料领域。
三、复合材料复合材料在汽车制造中的应用越来越广泛。
碳纤维复合材料具有重量轻、强度高等优点,适用于制造车身和内饰件。
玻璃纤维复合材料在汽车材料中的应用也很广泛,主要用于制造车身结构件和底盘。
未来,随着复合材料的进一步研究和应用,汽车的结构性能和安全性将会得到极大提升。
四、新材料的发展趋势随着汽车工业的快速发展,新材料的研究和应用也在不断推进。
目前,有几个新兴材料在汽车材料中备受关注。
首先是镁合金材料,它具有比铝合金更轻、更高的比强度,适用于制造汽车底盘和车身。
其次是碳纳米管材料,它具有优异的力学性能和导电性能,可用于制造电动汽车的电池和电路。
此外,纳米材料、高熵合金等也在汽车材料中有着广阔的应用前景。
结论:汽车材料在不断创新和发展中,金属材料、聚合物材料和复合材料在汽车制造中的应用越来越广泛。
未来,随着汽车工业的发展和对轻量化、高性能的需求,新材料将会得到更多的研究和应用。
汽车材料的创新将推动汽车工业的发展,同时也将为我们的出行提供更加安全、环保和高效的选择。
我国汽车材料的应用及未来发展趋势

我国汽车材料的应用及未来发展趋势【摘要】我国汽车材料在汽车制造中扮演着至关重要的角色,不断推动着汽车产业的发展。
本文首先介绍了汽车材料的种类与应用,包括金属材料、塑料材料和复合材料等。
随后分析了我国汽车材料的发展现状,指出我国在汽车材料领域取得了不俗的成绩。
接着对未来发展趋势进行了分析,预测了新材料和环保材料在汽车制造中的应用将会更加广泛。
最后总结指出,我国汽车材料将迎来更加广阔的发展空间,未来汽车将会更加轻量化、智能化、环保。
这些趋势将助力我国汽车产业迈向更加繁荣和创新的未来。
【关键词】关键词: 汽车材料、应用、发展现状、未来趋势、新材料、环保、发展空间、轻量化、智能化。
1. 引言1.1 我国汽车材料的应用及未来发展趋势随着我国汽车产业的快速发展,汽车材料作为汽车的基础,起着至关重要的作用。
汽车材料不仅影响着汽车的品质和性能,也直接关系到汽车的安全性和环保性。
对我国汽车材料的应用及未来发展趋势进行深入分析和探讨,对汽车产业的发展具有重要意义。
在我国,汽车材料的种类与应用非常丰富。
传统的汽车材料包括钢铁、铝合金、塑料等,它们在汽车制造中发挥着各自的优势。
随着科技的进步,新材料的应用也逐渐增多,比如碳纤维、复合材料等,这些新材料具有更轻、更坚固、更耐高温等特点,被广泛运用于汽车制造中。
目前,我国汽车材料的发展现状呈现出多样化的趋势。
传统材料仍然是主流,但新材料的应用逐渐增多,市场需求也在不断扩大。
未来,我国汽车材料将迎来更加广阔的发展空间。
新材料在汽车制造中的应用将会更加深入,环保材料在汽车制造中的应用也将更加普及。
未来汽车将会更加轻量化、智能化、环保。
随着技术的不断发展和创新,我国汽车材料的应用和未来发展趋势将会更加多元化和前景广阔。
我们有理由相信,我国汽车材料行业将迎来更加美好的明天。
2. 正文2.1 汽车材料的种类与应用汽车在制造过程中需要用到各种不同种类的材料,这些材料的选择直接影响着汽车的性能、安全性和舒适性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
汽车车身新材料的应用及发展趋势现代汽车车身除满足强度和使用寿命的要求外,还应满足性能、外观、安全、价格、环保、节能等方面的需要。
在上世纪八十年代,轿车的整车质量中,钢铁占80%,铝占3%,树脂为4%。
自1978年世界爆发石油危机以来,作为轻量化材料的高强度钢板、表面处理钢板逐年上升,有色金属材料总体有所增加,其中,铝的增加明显;非金属材料也逐步增长,近年来开发的高性能工程塑料,不仅替代了普通塑料,而且品种繁多,在汽车上的应用范围广泛。
本文着重介绍国内外在新型材料应用方面的情况及发展趋势。
高强度钢板从前的高强度钢板,拉延强度虽高于低碳钢板,但延伸率只有后者的50%,故只适用于形状简单、延伸深度不大的零件。
现在的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素,经各种处理轧制而成,其抗拉强度高达420N/mm2,是普通低碳钢板的2~3倍,深拉延性能极好,可轧制成很薄的钢板,是车身轻量化的重要材料。
到2000年,其用量已上升到50%左右。
中国奇瑞汽车公司与宝钢合作,2001年在试制样车上使用的高强度钢用量为262kg,占车身钢板用量的46%,对减重和改进车身性能起到了良好的作用。
低合金高强度钢板的品种主要有含磷冷轧钢板、烘烤硬化冷轧钢板、冷轧双相钢板和高强度1F冷轧钢板等,车身设计师可根据板制零件受力情况和形状复杂程度来选择钢板品种。
含磷高强度冷轧钢板:含磷高强度冷轧钢板主要用于轿车外板、车门、顶盖和行李箱盖升板,也可用于载货汽车驾驶室的冲压件。
主要特点为:具有较高强度,比普通冷轧钢板高15%~25%;良好的强度和塑性平衡,即随着强度的增加,伸长率和应变硬化指数下降甚微;具有良好的耐腐蚀性,比普通冷轧钢板提高20%;具有良好的点焊性能;烘烤硬化冷轧钢板:经过冲压、拉延变形及烤漆高温时效处理,屈服强度得以提高。
这种简称为BH钢板的烘烤硬化钢板既薄又有足够的强度,是车身外板轻量化设计首选材料之一;冷轧双向钢板:具有连续屈服、屈强比低和加工硬化高、兼备高强度及高塑性的特点,如经烤漆后其强度可进一步提高。
适用于形状复杂且要求强度高的车身零件。
主要用于要求拉伸性能好的承力零部件,如车门加强板、保险杠等;超低碳高强度冷轧钢板:在超低碳钢(C≤0.005%)中加入适量的钛或铌,以保证钢板的深冲性能,再添加适量的磷以提高钢板的强度。
实现了深冲性与高强度的结合,特别适用于一些形状复杂而强度要求高的冲压零件。
轻量化迭层钢板迭层钢板是在两层超薄钢板之间压入塑料的复合材料,表层钢板厚度为0.2~0.3mm,塑料层的厚度占总厚度的25%~65%。
与具有同样刚度的单层钢板相比,质量只有57%。
隔热防振性能良好,主要用于发动机罩、行李箱盖、车身底板等部件。
铝合金与汽车钢板相比,铝合金具有密度小(2.7g/cm3)、比强度高、耐锈蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生等优点,技术成熟。
德国大众公司的新型奥迪A2型轿车,由于采用了全铝车身骨架和外板结构,使其总质量减少了135kg,比传统钢材料车身减轻了43%,使平均油耗降至每百公里3升的水平。
全新奥迪A8通过使用性能更好的大型铝铸件和液压成型部件,车身零件数量从50个减至29个,车身框架完全闭合。
这种结构不仅使车身的扭转刚度提高了60%,还比同类车型的钢制车身车重减少50%。
由于所有的铝合金都可以回收再生利用,深受环保人士的欢迎。
根据车身结构设计的需要,采用激光束压合成型工艺,将不同厚度的铝板或者用铝板与钢板复合成型,再在表面涂覆防具有良好的耐腐蚀性。
镁合金镁的密度为1.8g/cm3,仅为钢材密度的35%,铝材密度的66%。
此外它的比强度、比刚度高,阻尼性、导热性好,电磁屏蔽能力强,尺寸稳定性好,因此在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用。
镁的储藏量十分丰富,镁可从石棉、白云石、滑石中提取,特别是海水的盐分中含3.7%的镁。
近年来镁合金在世界范围内的增长率高达20%。
铸造镁合金的车门由成型铝材制成的门框和耐碰撞的镁合金骨架、内板组成。
另一种镁合金制成的车门,它由内外车门板和中间蜂窝状加强筋构成,每扇门的净质量比传统的钢制车门轻10kg,且刚度极高。
随着压铸技术的进步,已可以制造出形状复杂的薄壁镁合金车身零件,泡沫合金板泡沫合金板由粉末合金制成,其特点是密度小,仅为0.4~0.7g/cm3,弹性好,当受力压缩变形后,可凭自身的弹性恢复原料形状。
泡沫合金板种类繁多,除了泡沫铝合金板外,还有泡沫锌合金、泡沫锡合金、泡沫钢等,可根据不同的需要进行选择。
由于泡沫合金板的特殊性能,特别是出众的低密度、良好的隔热吸振性能,深受汽车制造商的青睐。
目前,用泡沫铝合金制成的零部件有发动机罩、行李箱盖等。
蜂窝夹芯复合板蜂窝夹芯复合板是两层薄面板中间夹一层厚而极轻的蜂窝组成。
根据夹芯材料的不同,可分为纸蜂窝、玻璃布蜂窝、玻璃纤维增强树脂蜂窝、铝蜂窝等;面板可以采用玻璃钢、塑料、铝板和钢板等材料。
由于蜂窝夹芯复合板具有轻质、比强度和比刚度高、抗振、隔热、隔音和阻燃等特点,故在汽车车身上获得较多应用,如车身外板、车门、车架、保险杠、座椅框架等。
英国发明了一种以聚丙烯作芯,钢板为面板的薄夹层板用以替代钢制车身外板,使零件质量减轻了50%~60%,且易于冲压成型。
工程塑料与通用塑料相比,工程塑料具有优良的机械性能、电性能、耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性等特点,且比要取代的金属材料轻、成型时能耗少。
二十世纪七十年代起,以软质聚氯乙烯、聚氨酯为主的泡沫类、衬垫类、缓冲材料等塑料在汽车工业中被广泛采用。
福特公司开发的LTD试验车,塑料化后的车身取得了轻量化方面的明显成果(见表2)。
中国工程塑料工业普遍存在工艺落后、设备陈旧、规模小、品种少、质量不稳定的状况,而且价格高,缺乏市场竞争力。
工程塑料在汽车上的应用仅相当于国外上世纪八十年代的水平。
如上海桑塔纳轿车塑料用量仅为2.86kg/辆,红旗CA7228型轿车为2.4kg/辆,而日本轿车平均为14kg/辆,宝马则更高,为35.64kg/辆。
但这种局面将很快被打破,由上海普利特复合材料有限公司投资新建、国内最大的汽车用高性能ABS工程塑料生产基地日前在上海建成投产。
此项目引进了世界先进的工程塑料生成线和试验检测仪器等设备,形成了年产15,000吨高性能ABS工程塑料的能力。
高强度纤维复合材料高强度纤维复合材料,特别是碳纤维复合材料(CFRP),因其质量小,而且具有高强度、高刚性,有良好的耐蠕变与耐腐蚀性,因而是很有前途的汽车用轻量化材料。
碳纤维复合材料在汽车上的应用,美国开展的最好。
二十世纪八十年代后期,复合材料车身外覆件得到大量的应用和推广,如发动机罩、翼子板、车门、车顶板、导流罩、车厢后挡板等,甚至出现了全复合材料的卡车驾驶室和轿车车身。
据统计,在欧美等国汽车复合材料的用量约占本国复合材料总产量的33%左右,并继续呈增长态势,复合材料作为汽车车身的外覆件来说,无论从设计还是生产制造、应用都已成熟,并已从车身外覆件的使用向汽车的内饰件和结构件方向发展。
图2为法国SORA公司为雷诺汽车公司开发的全复合材料轿车车身和重型卡车驾驶室。
上海通用柳州汽车公司和东风公司计划推出全复合材料车身的家庭用小轿车。
车身新材料应用的现状目前,国内外车身轻量化的研究方向是开发具有较高强度的轻质高性能新材料及设计新的轻量化结构。
通过多年的探索,已取得了新的进展。
德国大众九十年代末开发的路波TDI 车型就是采用新设计、新材料、新工艺的综合成果。
TDI所有车身部件都是轻质金属制成的,包括前挡泥板、车门、发动机罩和尾门,其中尾门的金属外层是铝质,内板是镁制成的。
汽车的内部设备许多也是轻质金属制成的,如,座椅的框架由铝制成,方向盘的内骨架是镁制成。
乘客舱和发动机室之间组合隔板是铝质的。
支撑结构通常也是由高强度的薄板金属制成的。
为解决新材料的防腐蚀保护和连接,大众采用创新的冲孔铆接法、迭边压接、激光钎焊等技术。
路波TDI的自重为830kg,包括417kg(50.5%)的钢、136kg 轻质金属(16.4%,包括3.7kg的镁)、116kg塑料(14.0%)。
在保证车身抗扭刚度、使用寿命和安全性的前提下,车身的重量减轻了50kg,汽车的总重减轻了154kg。
由于汽车自重大幅度减轻,使得百公里油耗降至2.99升,总能量消耗只是传统汽车的一半。
这意味着二氧化碳的排放量也将减少一半,碳氢化合物的排放量降到四分之一.新材料回收再用性的研究研究汽车新材料的最终处置问题至关重要,从某种程度上讲,关系到它的生存与发展。
目前,汽车上约占自重25%的材料无法回收再用,其中三分之一为各种塑料,三分之一为橡胶,还有三分之一为玻璃、纤维。
鉴于这种情况,世界各国都花费大量的人力、物力进行材料的回收再生问题的研究。
现在可以通过三种途径进行回收:颗粒回收,重新碾磨;化学回收,高温分解;能源回收,将废弃物作为燃料。
德国在回收塑料等材料的法规是世界上最为完善的,其管理方式非常明确,即首先是避免产生,然后才是“循环使用”和“最终处理”。
1991年规定回收塑料中的60%必须是机械性回收,另有40%可以机械回收,也可以采用填埋或能量回收的方式。
通过十年的努力,现在的回收率已高达87%。
日本是循环经济立法最全面的国家,其目的是建立一个资源“循环型社会”。
为此,日本对废旧塑料的回收利用一直保持积极态度。
此外,日本还大力支持以废塑料为主的工业垃圾发电事业。
计划到2010年在全国建立150个废塑料发电设备。
减少材料的品种未来汽车在工程塑料类型的选择上将会发生巨大的变化。
目前汽车使用的塑料由几十种高分子材料组成,当前世界各大汽车公司致力于减少车用塑料的种类,并尽量使其通用化。
这将有利于材料的回收再生和生态环境的保护。
降低成本制约汽车车身新材料应用的重要因素是价格。
作为主要新材料的高强度钢、玻璃纤维增强材料、铝和石墨增强,其成本分别为普通碳钢的1.1倍、3倍、4倍和20倍。
所以只有大幅度降低这些新材料的制造成本,才可能使诸多新材料进入批量生产。
如玻璃纤维增强材料将在成本上成为钢材的有力竞争者,虽然它的重量减轻有限,但价格却能为用户接受。
石墨合成材料尽管性能良好,但因其成本居高不下,目前它在汽车工业上很难有所作为。
先进的制造工艺的研发采用新材料与先进的制造工艺是相辅相成的,汽车工业正在努力开发新的制造方法,对传统的工艺进行更新。
例如:适用于轻量化设计的连接工艺今年来有所发展,如德国某汽车公司在大批生产的轿车上采用CO2激光束焊接,与传统的焊接工艺相比,焊接成的高强度钢板车身的强度提高了50%。
又如,一些复合材料的SMC壳体的材料较厚,大约为2.5~3mm,限制了轻量化的幅度。
法国雷诺公司采用新的A级表面精度的SMC模压技术和低密度填料,减薄了零件厚度,使轿车壳体重量比普通SMC工艺下降了30%。