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新汽車輕量化材料方案速覽
導(dǎo)讀：隨著汽車輕量化的推進(jìn)，汽車行業(yè)對塑料的市場需求持續(xù)增長，促使材料及工藝供應(yīng)商不斷研發(fā)創(chuàng)新的解決方案，以滿足汽車對輕量化材料的需求。
【塑料機械網(wǎng) 熱點關(guān)注】 隨著汽車輕量化的推進(jìn)，汽車行業(yè)對塑料的市場需求持續(xù)增長，促使材料及工藝供應(yīng)商不斷研發(fā)創(chuàng)新的解決方案，以滿足汽車對輕量化材料的需求。
據(jù)Global Market Insights的新研究報告，到2024年，汽車塑料市場市值將從目前200多億美元的市值增長到逾500億美元。
主要驅(qū)動因素包括乘用車產(chǎn)能的大增以及消費者對節(jié)油、耐用和輕量化汽車的需求；中國、印度和日本的快速工業(yè)化和城市化將推動對商用車、SUV、現(xiàn)代汽車和HMV的需求，以及人均收入和生活水準(zhǔn)的提高促進(jìn)消費者對時尚和美觀汽車的需求。
汽車塑料廣泛用于各種汽車車身和部件，包括底盤、動力傳動系統(tǒng)、引擎蓋下的電子部件、外內(nèi)飾件以及燃料系統(tǒng)。車用塑料耐用、耐刮、耐磨、可實現(xiàn)有效的設(shè)計成型及部件集成、實現(xiàn)減震和噪音控制。
哪些樹脂材料備受汽車行業(yè)青睞？
車用塑料部件的制造過程主要涉及的樹脂原材料包括聚氨酯(PU)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)和聚丙烯(PP)。
基于其輕質(zhì)特性、耐用性能、節(jié)能、耐腐蝕性、絕緣性和減噪性，Global Market Insights的報告預(yù)計，PU類車用塑料需求將增長10%以上。PU發(fā)泡通常用于制造頭枕、儀表板表皮、扶手以及各種其他汽車內(nèi)飾件。
此外，ABS樹脂的車用塑料市場規(guī)模在預(yù)測期內(nèi)將顯著增長逾9.5%。它主要用于制造汽車儀表板、蓋板、保險杠和車身板件。由于消費者追求因輕量化、堅固、柔韌和耐腐蝕性能帶來的汽車時尚，進(jìn)一步推動了該樹脂在汽車行業(yè)的應(yīng)用。
報告顯示，PMMA的汽車塑料市場規(guī)模到2024年將超過13億美元。由于其性能，它們被廣泛用于制造各種內(nèi)外面板、模塑部件、裝飾部件、車牌、以及車窗、顯示屏和顯示器應(yīng)用。PMMA具備超卓的抗沖擊性、抗UV性、耐化學(xué)腐蝕性，色調(diào)度以及耐候性，從而確保產(chǎn)品部件的耐用性和使用壽命。
在報告預(yù)測期內(nèi)， PVC的汽車塑料市場需求有望超過19億美元。這類塑料主要用于車身底漆、密封材料、門板座椅、儀表板、扶手、車窗密封型材、擋風(fēng)條和側(cè)面碰撞保護(hù)結(jié)構(gòu)。
汽車行業(yè)對輕量化材料的需求龐大
車用塑料市場如此龐大，其中一個重要原因是汽車市場對輕量化材料的需求殷切。根據(jù)Transparency Market Research發(fā)布的關(guān)于汽車輕量化材料的新報告，預(yù)計2018至2026年期間，汽車輕量化材料市值的復(fù)合年增長率將超過7.2%。
汽車行業(yè)對汽車輕量化的需求上升，推動了汽車輕量化材料市場的發(fā)展。當(dāng)中，預(yù)計亞太市場在報告預(yù)測期內(nèi)將以超過7.3%的復(fù)合年增長率擴(kuò)張。汽車制造商也越來越多地選擇輕量化材料，以減少碳排放并提高車輛效率。
該報告表示，與重型車輛相比，輕型車輛的燃油效率提高了5%至7%。因此，很多的乘用車制造商，如寶馬、特斯拉、梅賽德斯奔馳和福特等，都在車輛中使用輕質(zhì)材料。
為了迎合車用塑料不斷增長的市場需求，塑料材料方案解決商致力于研發(fā)助力汽車輕量化的材料，為汽車行業(yè)提供高性能、輕量化、低排放、環(huán)保的車用材料和相關(guān)材料技術(shù)及解決方案，助力推動汽車行業(yè)的發(fā)展。
輕質(zhì)ABS塑料合金可助減重30%
塑料、乳膠粘結(jié)劑和合成橡膠的材料解決方案供應(yīng)商盛禧奧在今年四月宣布，推出創(chuàng)新的輕質(zhì)塑料，可替代半結(jié)構(gòu)件中的金屬。相較鎂或鋁金屬材料，可實現(xiàn)減重30%。
過去，汽車制造商尋求穩(wěn)定可靠的結(jié)構(gòu)件材料時，他們便選擇傳統(tǒng)的鋼、鎂或鋁等金屬材料。 盛禧奧的新型ABS LGF尺寸穩(wěn)定、剛度極高，是制造半結(jié)構(gòu)件的理想輕質(zhì)替代品。作為一種結(jié)構(gòu)聚合物，ABS LGF復(fù)合材料不僅比鎂更輕，還具有低揮發(fā)性和低氣味特性，并且能夠縮短生產(chǎn)周期。
盛禧奧(Trinseo)的新型ABS LGF在新寶馬3系列中作為儀表板中鎂的代替品之后，性能已經(jīng)通過了驗證。 通過與一級供應(yīng)商Dräxlmaier的合作，盛禧奧能夠優(yōu)化材料在剛度、翹曲、撞擊和頭部沖擊方面的性能，打造出偏差度極小和穩(wěn)定性極高的成品部件。
盛禧奧的技術(shù)負(fù)責(zé)人Norwin van Riel指出，這種熱塑性復(fù)合材料結(jié)合了寬溫度范圍內(nèi)的高剛度和高尺寸穩(wěn)定性，與鋁和鎂相比，它有助于實現(xiàn)輕量化設(shè)計，而汽車制造商越來越希望汽車減重同時又保持穩(wěn)定性。
盛禧奧的新型ABS LGF , 可替代半結(jié)構(gòu)件中的金屬，實現(xiàn)減重30%。
輕量化設(shè)計和電動汽車的新應(yīng)用
Tepex連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料作為少數(shù)幾種復(fù)合材料之一，能夠在輕量化部件的批量生產(chǎn)中占據(jù)穩(wěn)固的地位，而Tepex的制造商是特種化學(xué)品公司朗盛的子公司Bond-Laminates GmbH。
負(fù)責(zé)Bond-Laminates消費電子產(chǎn)品和運動應(yīng)用領(lǐng)域銷售的Dirk Bonefeld博士表示，Tepex的成功是建立在多樣化的產(chǎn)品系列之上，該產(chǎn)品系列具有獨特的差異化應(yīng)用。同時，允許對具有高質(zhì)量表面的復(fù)雜、高度集成的輕量化部件進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的加工的技術(shù)在不斷地增長。
鑒于對Tepex的需求很大，而這些需求主要來自汽車和IT行業(yè)，朗盛已對其德國Brilon的結(jié)構(gòu)材料生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行大規(guī)模擴(kuò)建，以新增生產(chǎn)線。
Tepex在輕型汽車設(shè)計中的新應(yīng)用包括用于德國中型車的車門模組支架，用于美國市場的SUV的前端支架，以及用于德國豪華車的后排座椅。此外，Tepex Automotive的負(fù)責(zé)人Henrik Plaggenborg認(rèn)為，電器和電子模塊的載體及鋰離子電池模組部件正在電動汽車領(lǐng)域興起。
Tepex連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料已經(jīng)應(yīng)用在輕量化部件的批量生產(chǎn)中。
創(chuàng)新材料與解決方案成就汽車電動化
輕量化和電動汽車的迅速崛起正在徹底改變汽車行業(yè)。在CHINAPLAS 2019，一系列滿足這種新趨勢的創(chuàng)新材料和解決方案悉數(shù)登場。
巴斯夫展示其助力廣汽研究院共同打造的三款電動概念車。車型采用巴斯夫的多種創(chuàng)新材料與解決方案，以及未來感的設(shè)計，專為中國車主多樣化的個人生活方式需求定制。
該系列電動概念車由廣汽研究院設(shè)計，并得到巴斯夫Creation Center® 創(chuàng)新中心在部件制作方面的支持。
它們負(fù)責(zé)回答一個材料圈熱議的問題：將巴斯夫材料運用在車身整體設(shè)計中，可減少或消除揮發(fā)性有機化合物(VOC)的釋放，并避免有機溶劑的使用，讓新車不再散發(fā)惱人"異味"。二十多種創(chuàng)新材料應(yīng)用在電動概念車上。
巴斯夫二十多種創(chuàng)新材料運用在車身整體設(shè)計中，可減少或消除揮發(fā)性有機化合物(VOC)的釋放，并避免有機溶劑的使用，讓新車不再散發(fā)惱人“異味”。
行李艙隔板：使用了以巴斯夫Acrodur®水性丙烯酸樹脂分散體粘合的天然纖維復(fù)合材料熱壓成型板材。Acrodur®賦予該內(nèi)飾部件高機械強度、輕質(zhì)以及低揮發(fā)性,有助于提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
座椅面料：Haptex® PU解決方案：非溶劑型合成革用于座椅面料，在高低溫環(huán)境下都具有手感，同時具有低揮發(fā)，低氣味及優(yōu)異的耐水解、耐磨損性能，保證長期使用。
3D打印座椅表面：采用巴斯夫Adsint® TPU 90 flex 3D打印TPU彈性體粉末材料，通過選擇性鐳射燒結(jié)成型(SLS)技術(shù)實現(xiàn)個性化的設(shè)計，打造毛皮質(zhì)感的座椅表面。該材料不僅擁有舒適的手感，還具備優(yōu)異的吸收沖擊性能。
高光內(nèi)飾：高光澤鋼琴黑內(nèi)飾部件采用巴斯夫特種聚醯胺Ultramid® Deep Gloss制成。該材料榮獲2018年德國創(chuàng)新獎，打造出無需額外精心噴涂保護(hù)涂層的鋼琴漆般黑色高光澤且耐刮擦表面。
座椅材料：座椅靠背和座墊緩沖材料采用巴斯夫Infinergy® TPU顆粒泡沫，在有限的設(shè)計空間內(nèi)將舒適度與耐用性結(jié)合。Elastoflex® W座椅泡沫可實現(xiàn)15%輕薄化設(shè)計，使駕乘人員獲得全面舒適感受，并能增大駕乘空間。
要點總結(jié)：
· PU類車用塑料需求將增長10%以上；
· ABS樹脂的車用塑料市場規(guī)模在預(yù)測期內(nèi)將顯著增長逾9.5%；
· 預(yù)計2018至2026年期間，汽車輕量化材料市值的復(fù)合年增長率將超過7.2%。
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