汽车零部件的塑料化趋势

刘松

长城汽车股份有限公司河北保定071000

摘要：随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，对汽车也提出了更高的要求，诸如要求有宽敞的车内空间、舒适的座椅、低的噪音、视觉美观及宽阔的视野等。整车生产企业力求打造高速、安全、低耗、环保的产品，并采用人体工程学设计和实用性且兼顾低廉的价格来刺激顾客的购买欲，要达到如此高的要求用塑料来代替一些钢铁制的零部件是最明智的选择，本文对汽车零部件塑料化的发展趋势进行分析。

关键词：汽车；塑料；复合材料：发展

一、车用塑料零部件的发展

汽车塑料件，根据其主要用途，大体上可分为功能件和结构件两种。功能件是以利用材料的某些特殊的物理化学性质工作的独立件，如塑料含油轴承。结构件是以应用材料的力学性质工作的覆盖件、安装件、壳体、梁架等。不过这种划分也是相对的，往往是二者兼顾或以其中之一为主。功能件通常在确保所需的物化性能的基础上，还要满足一定的结构上的要求，如塑料折页、塑料片簧等。而结构件在保证一定机械性能的前提下也必须满足必要的物理性能方面的要求，如汽车保险杠既要承受整车以8km／h的速度对水泥墙的撞击，还要耐候性好；塑料仪表板，由于要在其上安装许多内配件、外装件(汽车仪表等)，承载很大，不仅要求尺寸准确、刚性好、热变形温度高、耐曝晒、蠕变小，而且还要承受直径165mm、质量6.8kg的球形摆以25km／h的速度的冲击而不被破坏；又如发动机散热风扇，在高温烘烤和强震下叶片根部要承受6000r／min的巨大离心力形成的拉力作用。随着塑料工业的发展，各种新型树脂的出现以及通过合金、共混、复合等改性手段得到各种高性能材料已能够满足汽车行业对功能型塑料件和结构型塑料件及其所用材料提出的各种综合性能指标要求，塑料在汽车上的应用范围和用量不断增加。以下我们根据塑料在汽车内部、外部的应用做一简单介绍。

（一）汽车塑料内饰件

（1）仪表板

目前使用的仪表板可分为硬质仪表板和软质仪表板两种。硬质的一般在轻、小型货车上使用，经一次注射而成。这种仪表板尺寸很大，无蒙皮，表面质量要求很高，对材料要求耐湿、刚性。由于多点注射成型，易形成流痕和熔接痕，一般表面需经涂装才能使用。材料可用MPPO、ABS和填充PP。软质仪表板由表皮、骨架材料、缓冲材料等组成。骨架材料不同厂家各有不同，有的采用PC／ABS合金，还有采用钢板作骨架材料，也有用ABS、GFAS，改性PP等。表皮材料采用PVC／ABS合金片材，并带皮纹，以骨架为内模，用真空吸塑法将表皮材料复在骨架上，形成一层既美观又有良好手感的表面。

（2）门内板

门内板的构造基本上类似于仪表板，由骨架、发泡材料和表皮构成。以奥迪轿车A4L为例，门内板的骨架部分由ABS注塑而成，再把衬有PU发泡材料的涤纶表皮以真空成型的方法，复合在骨架上形成一体。

（3）座椅

座椅上的高分子材料有表皮、骨架、缓冲垫。表皮材料可选用PVC人造革，各种化纤纺织品，真皮和人造皮，真丝和毛织品。

（4）顶棚

顶棚由基材和表皮构成。基材要求轻量、高刚性、尺寸稳定、易成型等，一般使用热塑性聚氨酯发泡内材，PP发泡片材，玻璃纤维瓦楞纸，蜂窝状塑料带等，表皮材料可用织物、无纺布、TPO、PVC等。

（5）门手柄

门内手柄，不仅是启闭门的功能件，而且也是装饰件。一般以ABS、改性PP等材料制成。

（6）侧窗防霜器

由于车厢内外温差而造成侧窗玻璃模糊，影响司机的视线，侧窗防霜器孔中可喷出冷热气体，以消除侧窗的模糊。采用PC／ABS制成。

（二）汽车塑料外饰件

（1）汽车保险杠

保险杠是轿车的主要塑料件之一，保险杠也由面板和骨架材料组成。面板材料采用聚丙烯热塑性弹性体，再加入其它助剂，经注塑成型。

（2）散热器格栅

散热器格栅是为了发动机冷却而设置的开口部件，位于车体最前面，往往把汽车的铭牌镶嵌其间，是表现一辆轿车风格的重要零件。目前轿车上一般用ABS或PC／ABS合金，经注塑成型制成。也有采用耐候性较好的ASA材料，注塑成型后，表面可不经涂装。现在使用的也有用聚酯弹性体做的格栅，在表面溅射金属铬后使用。

（3）档泥板(轮罩壳)

是用增韧改性PP经注射成型而成。

（4）侧防撞条

一般轿车大都使用金属芯材和PVC型材，即PVC被挤出成中空状的型材，然后在中间镶嵌以金属芯材复合制咸。高档轿车上是用反应注塑成型的PUR。

（5）灯类

车前大灯,考虑到大灯玻璃的透明性、耐热性、耐冲击性以及易于成型性，多数采用表面涂敷硬膜的PC，从而进一步提高了耐擦伤性和耐候性。前大灯反射镜壳一般用BMC(团状模塑料)、PPS、PC、PBT等制成。后排指示组合灯。灯罩材料为PMMA，灯壳为填充改性PP，它们之间用热熔胶粘剂粘接。随着振动焊接技术的发展，灯壳材料开始采用耐热ABS。

（6）其它零件

车外门把手一般用POM制作，电镀件采用PC／ABS合金;门锁一般使用刚性好的POM；玻璃升降器的支承机构及手摇把材料为POM雨刷件的杆可用PBT或POM；球碗用POM；车轮箍使用改性PA或PA／PPO再经表面镀铬。此外，汽车发动机、水箱、油箱、电路系统等都大量的用到塑料制件。

二、车用塑料使用趋势

车身塑料的使用除了性能要求和工艺要求等客观条件，还受到材料使用趋势等影响。这种趋势往往会形成强制的要求。目前在车身用塑料材料中下面几个趋势正在成为现实。

（一）材料统一性

这种统一包括基础材料和填料使用类型统一，用来方便回收增值。目前，内饰用塑料材料已经向着聚烯烃材料的方向统一，主要是改性PP、PE材料、聚烯烃弹性体等。外装材料目前仍然有多种材料在不同的车型中使用。目前主要的使用品种为改性PP、SMC、ABS类等。车用材料的回收已经成为一项法规性项目，塑料材料由于回收方便，可以在这方面做出一定贡献。

（三）车身内饰空间的环境保护

由于内饰附件已经基本塑料化，塑料制品在加工装配过程和使用过程中，会挥发

出大量的有机有毒有害物质（VOC）。有效降低VOC已经是内饰材料的一个重大课题。目前，国内外许多材料厂商都在致力于低气味、低挥发性改性材料和环境友好型粘接剂等材料，满足车身内饰的环境保护要求。

（四）低成本材料方案

塑料制品的价格优势主要表现在加工装配简单。但是塑料本身是一种高价材料，并且材料价格对制品价格的影响较大。塑料材料的价格已经占到塑料零部件价格的1/3～1/2，这也说明车用塑料制品加工技术相对落后、制品功能性差导致增值过程太低，限制了车用塑料制品采用更优异的加工技术提高产品性能。低成本方案现在主要有两种方式，第一是采用更低廉的材料，比如回收材料等。这种低附加值创新只能进一步恶化国内零部件环境。第二是采用性能更优异的材料，通过降低产品用料来降低材料成本，同时提高加工技术。这种创新型低成本材料方案是塑料供应商和制品加工厂商一直在从事的方向，但是目前仍然受到价格限制而进步缓慢。

结语：无论市场如何发展，也不管国内市场的现状如何，但是在未来几年，中国汽车市场必将带动汽车相关塑料产业的飞速发展。

参考文献：

[1]魏庆丰.王艳.肖子润.复合材料在汽车零部件的应用及发展.《现代零部件》,2012（05）.

[2]王德泰.汽车零部件的塑料化发展.《现代零部件》.2017（09）.