|
|
|
<p><span class="tpc_content"><font size="2">:::汽车塑料件的开发与思考:::<br/> <br/> 三条措施使每升汽油公里数从63km增加到126km，而C02的排放量仅为原来的1％，对环境的污染大大减轻了。<br/> 做“寸”、做“轻”也有一些问题需要解决，如制造商和销售商的利润、小型车的安全性、消费者的接受程度等等。<br/> 改变燃料结构 <br/> 正在开发中的电动汽车、液氢汽车、液化天然气汽车、甲醇、乙醇汽车等，这些属清洁的燃料，减少了对大气的污染。<br/> 例如日本东京电子公司开发的一种电动汽车，重1573kg，最高时速176km／h，充电三次可行驶548km。其行驶5km的费用为10日元，而消耗1L汽油可行驶1Okm，价值100日元，效率提高了1－5倍。液氢的燃烧产物为水，适应排放的标准，但氢气的成本为汽油的3倍，液氢汽车成本为普通汽车的2倍，此外，还必须解决氢气的发生、贮存及安全等问题。德国大众汽车公司的氢能示范汽车可产生110kw和210km／h的高速，而用汽油的汽车是155kw，最高时速为240km／h。液化天然气汽车比液化石油气更清洁，排放的污染物更少，引起各方重视。<br/> 然而燃料结构改变后必然对材料提出了更高的要求，如液氢汽车与普通汽车的主要差别是油箱设计，液氢贮于后座后大圆柱形大瓶中，内装0．5MPa的120L液氢，装满时为60kg，可行驶400km。液氢靠7层铝箔和玻璃纤维保持低温，类似一个超级高效的热水瓶。<br/> 介绍几种材料 <br/> 随着汽车塑料在外装件和功能件上的应用日趋广泛，传统的金属零部件已逐渐被塑料件取代，这个趋势还在继续；而随着安全、高速、节能、舒适、美观等要求的日益提高，对塑料件的要求也不断提高，因此，塑料的开发过程也不断加快。例如高分子合金是为满足汽车工业的需求而研制、开发的；复合材料虽然在航空航天领域应用较成熟，但现在也将这些设计思路和加工技术转向汽车工业，90年代欧洲、美国每辆汽车上的复合材料在60－80kg。<br/> 1．PA－46 <br/> 目前用双峰分布的HDPE树脂作汽油燃料油箱，其中相对分子质量高者，提供燃料箱足够的强度；相对分子质量低者，提供成型加工性，以满足安全性、阻燃、耐热、抗冲、对汽油的阻渗性的要求。随着对阻渗性要求的提高，采取了若干改性方法，如，对PE油箱氟化。磺化，PE与尼龙（PA）多层共挤出，涂PU树脂，阻渗层化接混技术（saler）。后者是在HDPE中形成不连续的、相互重叠0．5－50um厚的PA薄片阻隔层，使阻渗能力极大提高。<br/> 采用甲醇、乙醇为燃料，其挥发性高，抗阻渗能力要求提高。为此开发了PA－46，其对含甲醇燃料的渗透能力比PA－66、PA－12低1／3－1／6。<br/> PA 46的优点为； <br/> ．甲醇渗透率低； <br/> ．机械性能，尤其是高温下的机械性能优异； <br/> ．注射、挤出等成型性优异； <br/> ．其注射制品可替代30％玻纤增强的PA66、PPS。 <br/> 2．PC（聚碳酸酯） <br/> PC是优良的工程塑料，其特点为耐热（热变形温度为134－135℃）、透明性好，透光率达89％（与具有优良透明性的PMMA相近），冲击韧性高、尺寸稳定性优异等，但其耐化学药品性（有机溶剂、碱性）差，表面硬度较低。PC在汽车工业中用途主要为： <br/> <br/> 1．利用透明性，制灯罩和窗玻璃，但为改善其耐磨性，需涂表面硬化层，改善表面硬度和透明性，提高防雾、防眩和耐热性。 <br/> 2．利用强度，通常对PC改性，开发了一系列工程塑料合金，如PC／ABS，PC／ <br/> PBT（PE）等，用于内、外装饰板等受力的部件上。<br/> 夏天，汽车仪表板表面温度可达115－13O℃，随车速提高，仪表板的耐热性也提高，由ABS转向PC／ABS或MPPO。利用ABS对PC改性，其目的在于改善成型加工流动性和成本。随ABS用量增加，加工流动性提高，热变形温度下降。在ABS为3O％时，低温冲击强度出现峰值。PC／ABS合金属部分相容体系。合金的性能受PC相对分子质量，SAN－PB的粒径分率、接技率、AN的比例SAN的相对分子质量及相容剂影响，而为改善其耐侯性、表面硬度、耐化学药品性可用AES、ASA替代ABS。<br/> 利用PBT（PET）对PC改性，主要为改善PC的耐化学药品性和加工流动性。<br/> 3．复合材料<br/> 全塑汽车的开发已成为各大汽车公司竞相开发的目标，所谓全塑汽车主要为车身。其开发分三步走：一是装在金属构件的部件的塑料化，如发动机罩、车门、后车门等，二是框架结构的塑料化，三是全塑料车身。首选的材料是复合材料，这是由于复合材料本身性能的优越，可满足减重减阻等要求，再加上其制造周期短，制造成本低。如建一条复合材料的生产线仅14个月，而建一条金属材料的生产线需耗时3－4年。又如用玻纤增强酚醛塑料制造的发动机缸体，质量为14kg，采用模型仅需5分钟，由其组装的发动机比铸铁的发动机（质量为145kg）减轻了8Okg，且噪声。振动小，综合性能优秀。复合材料已被应用于保险杠蒙皮、传动轴、减振弹簧、车体、骨架、车门、发动机室、制动片等等。<br/> 采用复合材料需解决几个问题为：<br/> ．大批量、稳定生产所需新型复合材料的研制、现有复合材料的改性及相应的成型技术和工艺； ．设计理论、设计方法的建立；<br/> ．在与金属材料混合使用时，两种材料热收缩率差异和表面涂漆的适应性。<br/> 国外从80年代起开发了一种以连续玻璃纤维针刺毡为增强材料，以PP、PBT、PA等为基体的热塑性玻纤增强板材（GMT）其在汽车上的应用日趋发展。表2所示为以PP为基体的GMT的性能。<br/> 表2连续玻纤增强PP板材的性能 项 目 指标 比重 1.19 玻纤含量 % 40 弯曲强度 MPa 16.5 弯曲模量 <br/> GPa 5.51 拉伸强度 MPa 96 拉伸模量 GPa 5.17 冲击强度 J/m 748 <br/> 热变形温度(1.82MPa),℃ 155<br/> 问题与思考 <br/> 1、建立我国自己的汽车塑料件体系及标准<br/> 到今年为止，桑塔纳轿车的国产化率达97％，别克轿车的国产化率达42％，明年可望达60％。然而，如果仔细研究，二次、三次国产化率还不是很高。而且就塑料件而言，其体系及标准都是国外的，轿车引进国不同，塑料件体系和标准也不同。各国汽车公司都将中国看作是21世纪初一个巨大的汽车潜在市场，面对即将进入WTO我国汽车工业必须实现技术创新，提高自主开发能力，汽车塑料件的原材料的国产化和国内技术的开发迫在眉睫。从另一角度看，中国进入WTO，也是中国汽车工业的机遇，面对各国汽车工业在中国的竞争和新概念汽车的出现，组织各方面力量，逐步做到塑料件的整体开发：从高分子树脂制造一树脂性能（数据库的建立）一成型加工技术一计算机辅助设计与制造，走自己的路，形成自己的塑料件体系，制订出相应的规范、标准。<br/> 2、塑料件开发商要研究汽车工业，加强与汽车工业的合作 <br/> 塑料与金属制品不同，它对非线性载荷非常敏感，因此间）传统的金属制品的设计方法，对塑料件的设计并不适用；（2）金属制品与塑料件的安全要素不同；（3）汽车设计人员对塑料件设计经验远不如金属制品熟悉，对塑料件的制造工艺了解甚少。要形成中国自己的汽车塑料件体系和标准，关键在于汽车塑料件制造商（包括研制者）应研究汽车工业，加强与汽车设计人员密切合作。美国的塑料件制造商正是这样做的，他们在芝加哥汽车城附近建立了技术应用中心，该中心有一批顶尖的塑料工程师和从事计算机辅助设计、制造，有限元分析，故障影响分析及制造分析的专家，加强了汽车设计者之间的沟通，为扩大塑料件在汽车工业的应用做了有实际意义的工作。我国汽车设计者对塑料件的熟悉程度远不如国外同行，塑料件制造商与汽车设计者之间的沟通、了解也远不够。只有组织力量，抓住时机，加强投入，在汽车塑料件制造商和汽车设计人员之间构建起一条交互的通道，才能实现中国汽车工业的飞跃。</font></span><br/></p> |
|
|小黑屋|手机版|模具论坛
( 浙ICP备15037217号 )
发表于 2006-5-11 04:11:00
/5 
