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塑料新品开创汽车制造新时代 |
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| http://cn.newmaker.com
10/10/2007 3:01:00 PM
雅式工业专网
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 图：采用DuPontTM Zytel® nylon的导风管，不会产生收缩熔缝，令导管面对压力的承受能力得到保证。
汽车制造业一直是塑料应用最为关注的领域之一。多方面的资料显示，使用塑料越多的汽车，在节能及省油方面的表现越卓越。最初由于塑料在硬度及耐热性能上与金属有较大距离，在一些关键部件上塑料难以取代金属。但近年工程塑料在性能上实现重大突破，巿场上出现越来越多适合汽车应用的工程塑料。与金属比较，塑料在成型方面更加方便，适合制作小巧细致的运动部件，并且重量比金属轻，节能效应更明显。最新的汽车内饰部件、仪表板、杂物箱盖、座椅及方向盘模块已广泛应用塑料，其它汽车的重要组成部分如导风管、挡泥板及车窗等也都开始使用塑料。
塑料三维电路载体
模塑互连器件(MID)，即三维塑料电路板，正日益成为汽车行业的发展趋势。
模塑互连器件摒弃了传统电路板，将导体轨和电子组件直接应用在器件内。因此，复杂的装配可以实现小型化，同时通过集成功能可以大量减少单个组件的数量。激光直接成型技术(LDS)是生产模塑互连器件的一种创新工艺，该技术由LPKF 激光电子股份有限公司(LPKF Laser & Electronics AG)开发。这一技术可以将导体轨附加到热塑电路载体上，令电路设计的修改变得简单、经济、灵活，并且无需使用腐蚀性化学品，电气/电子组件行业正在利用LDS技术的优势。
朗盛公司半结晶产品事业部的LDS专家Ralf Jantz说：“这一技术令我们在汽车工程领域看到了巨大的潜力，例如可以应用在传动轴编码器、传感器壳体、制动器、控制器壳体、方向盘模块和电子锁系统的生产中。”
朗盛公司为LDS工艺开发的Pocan®聚酯产品可以有效控制整个工艺过程中的各个步骤，从原材料选择和注塑、到激光刻蚀、镀金属，如果需要还可进行焊接工艺。例如，Pocan® DP T7140 LDS是高温应用的理想材料，其具有250℃的热变形温度(Bf)，因此适用于回流焊和蒸气焊工艺。Pocan® DP7102用于无失真模塑互连器件的经济型注塑，具有出色的表面质感。该材料具有良好的流动特性，因此保证了高生产率。
轻量化汽车用风管
杜邦推出的DuPontTM Zytel®尼龙，以吹塑的形式制造汽车用导风管，应用于部分沃尔沃的卡车系列。
目前挪威TI Automotive公司正在采用未补强的增韧热稳定品级DuPontTM Zytel® 尼龙，为配有12 L 发动机的沃尔沃卡车生产3维吹塑导风管。这种导风管的重量超过2 kg，是最大的吹塑产品之一。TI Automotive公司采用型坯控制技术（Parison manipulation）生产这种弯曲的导风管，以增强产品的机械性能，成形产品的复杂结构。
导风管从空气滤清器向涡轮增压器输送清洁空气，其工作温度约为140℃，需要承受1.2 - 2 bar的充气压力，同时需要耐油、耐窜缸混和气及耐燃料。此外，用于卡车发动机的部件需要达到10,000 小时的长使用寿命。设法替换掉导风管中的金属件就可以将其总重量减少约50%，TI Automotive公司认为所用的Zytel® 尼龙可以满足材料要求。
在选取材料时，苛刻的加工条件也是要考虑的因素之一：弯曲的导风管尺寸大、形状复杂，长约1 m，直径约13 cm，厚度在4到2.55 mm之间变化，因此需要采用流动性能好、收缩率低的工程聚合物。用“型坯控制”工艺生产导风管，是传统吹塑技术的进步，其中，挤出的型坯由一组机械手操纵向模塑段移动，使其适应3维模腔。该工艺方法不会产生废品，在成品上不会出现收缩熔接缝，可提高关键受力区的机械性能。
一体式挡泥板模块提高行人安全
博禄和北欧化工公司，凭借开发的Daplen EF341AE材料，在汽车业奠定了技术突破的基石，该材料用于世界首例完全一体式挡泥板模块的制作。
Daplen EF341AE是一种热塑性聚烯烃 (TPO) 塑料，专为满足宝马的新款车型BMW X5的严格规定而量身定制，这些规定包括改善的生产成本、安全性、高品质外观和环保性能等。为满足上述要求而开发的TPO挡泥板，是迄今为止在汽车生产中得到量产的最复杂的、高度一体化的、A级车身用途的产品。
Daplen材料受到选用还因为它的尺寸稳定性，可防止因膨胀和收缩导致的材料翘曲。结合新BMW X5的其余钢质外部结构件，可实现完善的设计，提供平滑的、高品质的A级外观。
除此以外，Daplen EF341AE还符合法国Plastic Omnium公司在离线喷漆方面的特殊要求，另外作为一种可直接使用的材料，该产品易于加工。在功能集成的前提下，这一创新的改变比传统钢部件轻了50%。
博禄公司电线电缆和汽车及家电业务经理兼东北亚地区经理Hu Wei评价说，“首个100%塑料单一模块挡泥板的研制成功是汽车业的一大突破。这样一种轻质、一体化的解决方案不仅给简化生产和降低相关成本带来了革命性的突破，而且使汽车生产商在不影响外观设计或功能性的前提下，提高行人安全性能。”
轻质车窗为绿色汽车助力
GE根据汽车车窗的应用需求专门开发了Lexan GLX 树脂，并成为其今年6月成立的汽车车窗精研中心内使用的重要材料之一。
Lexan GLX 树脂具有出色的光学质量，可提高对注射压缩成型工艺的质量控制功能，可量身定制颜料系统从而延长颜色稳定性时间，并可进行配色。Lexan 树脂不仅可减轻重量从而有助于降低油耗与二氧化碳排放量，同时具有可回收利用的潜力。
汽车制造公司通过采用 Lexan PC 轻质车窗，不仅可以开发出具有全新设计的车辆，同时可解决他们所面临的一些关键的环保难题。例如，如果目前欧洲路面上行驶的所有轿车的侧窗与后窗由普通玻璃更换为 Lexan GLX 制成的车窗，则每年将节省约 21 亿升燃油（根据2006年的平均燃油价格计算，相当于约24亿欧元）；每年将减少排放约 520 万吨的二氧化碳气体，相当于芬兰一个月的二氧化碳排放量。
GE 塑料集团全球应用技术中心总经理 Rick Pontillo介绍说：“我们认为车窗为塑料在汽车行业的应用提供了最广阔的前景。因此，GE 塑料集团投入了大量的资源用于支持我们的客户开发一流的车窗玻璃应用产品。”
2006年中国汽车生产的增幅高达27%，如果按照这一速度，今年的产量可能将达到900万辆。随着中国经济的持续发展，汽车行业近年有望续写辉煌，无疑将为塑料带来更加广阔的巿场空间，今后其重点发展方向将是增强塑料复合材料、高性能树脂材料与塑料，并增加其可回收性。
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