改性工程塑料行业培训教程-7塑料在汽车工业中的应用.ppt

改性工程塑料在新材料工业中的应用培训班-(7)塑料在汽车工业中的应用，芜湖新材料有限公司，武汉新材料技术循环，国际汽车研发三大热点之一，应用史：塑料在汽车中的应用已引起汽车工程界的关注。塑料在汽车中的应用始于20世纪50年代。商业生产始于20世纪60年代。20世纪80年代，塑料在汽车工业中的应用进入了快速发展时期。塑料零件的成型技术已经与汽车塑料无缝结合，这是现代汽车科技的发展方向。一是节能环保；第二，完善功能；三、简化制造工艺和技术。它已成为国际汽车工业研发的三大热点之一。国内汽车塑料工作的重点：新材料和关键零部件技术，以及完善标准体系。预计在不久的将来，汽车塑料零部件制造业将成为一个新的塑料产业，不仅扩大了塑料产业的规模，而且决定了汽车制造业未来的发展趋势。关键材料和塑料零件制造技术的最新进展：国际汽车工业已经有七项最新技术突破，这七项技术也即将加入汽车工业。汽车塑料的浪潮，表-1:发达国家汽车使用塑料的平均数量，表-2:中国汽车使用塑料的平均数量，表-3:中国汽车使用塑料的数量与发达国家的比较，表-4:中国汽车使用塑料的数量与发达国家的比较，工业化国家汽车使用塑料的数量占塑料消费总量的8%10%。与发达国家的汽车工业相比，我国仍有很大差距。德国、美国、日本等国家的汽车塑料用量已达到10% 15%，有的甚至达到20%以上。虽然不同国家使用的塑料品种不同，但它们大体上是相似的。*玻璃钢：学名玻璃钢。它是玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)的复合材料。)作为增强材料，合成树脂作为基体材料。它已经从玻璃纤维扩展到碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维等。也称为玻璃纤维增强塑料复合材料。表5:发达国家汽车塑料品种比较，在中国，塑料零件约占汽车自重的7% 10%。我国汽车塑料的品种按用量顺序为聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、不饱和树脂、ABS、PF、PE、PA、PC和复合材料。20世纪90年代以来，随着国内汽车材料的发展，中国汽车塑料进入了世界发展轨道。在世界主要汽车制造商中，戴姆勒-克莱斯勒是对塑料最感兴趣的一家。他们正在开发一种完全不同于传统方法的汽车生产工艺，这是一项昂贵而又危险的实验，但一旦成功，它将对整个汽车工业的加工模式产生革命性的影响。目前，戴姆勒-克莱斯勒已经在一些车辆上使用了塑料挡泥板和尾部挡板，并在梅赛德斯-奔驰A型车和超小型车的“智能”跑车上使用了整体塑料结构。这是由巨型注塑机生产的汽车零件，包括挡泥板、前面板、发动机罩、后面板等。新力塑料汽车材料，应用品种：2012-2015:纳米复合材料，可喷涂和不可喷涂塑料，塑料透镜和塑料玻璃，纤维增强热塑性塑料；目前使用的材料有聚丙烯、聚乙烯、ABS树脂、工程塑料及其合金材料。国外汽车已经初步试用了汽车复合纤维增强复合材料、汽车热塑性复合材料和碳纤维增强复合材料等聚合物复合材料。世界汽车材料技术发展的主要方向：轻质、环保。目标：节能减排、降耗环保。汽车并购的主要发展方向环境保护：1。汽车塑料部件的回收利用；2.汽车的塑料被生物塑料取代，汽车的“内饰”首当其冲。一、塑料汽车的优点，首先，最大的优点是减轻车身重量，节能降耗；其次，塑料成型容易，加工非常方便。第三，塑料制品具有很强的弹性变形特性，可以保护车辆和乘客。四、塑料耐腐蚀性强，局部损坏不会腐蚀；五、塑料品种，性能优异，适应性强。塑料汽车的优点，首先，最大的优点是减轻了车身的重量。轻量化是汽车工业追求的目标，塑料在这方面可以发挥重要作用。这使得塑料成为轻型汽车的首选材料。塑料的使用有助于减轻汽车的重量。汽车重量每减少10%，燃油经济性可提高5%。塑料成型后的汽车零部件重量轻。其次，塑料成型容易，使得复杂零件的加工非常方便。塑料一次成型，加工时间短，精度有保证。汽车塑料、注塑机的优点，如：仪表台用钢板加工，往往需要先加工各个零件，然后分别用配件组装或焊接，工序较多。第三，塑料制品的弹性变形特性可以提高安全系数。塑料制品的弹性变形特性可以吸收大量的碰撞能量，对强烈冲击有很大的缓冲作用，对车辆和乘客起到保护作用。因此，现代汽车都使用塑化仪表板和方向盘来增强缓冲效果。前后保险杠和车身装饰条由塑料材料制成，以减少车外物体对车身的冲击力。此外，塑料具有吸收和衰减振动和噪音的功能，可提高乘坐舒适性。四、塑料汽车的优点，塑料耐腐蚀性强，局部损坏不会腐蚀。一旦钢材的油漆表面损坏或防腐未能提前做好，很容易生锈和腐蚀。塑料比钢板更耐酸、碱、盐和其他腐蚀。如果塑料被用作身体覆盖物，它非常适合在污染严重的地区使用。5、塑料品种；出色的表现；适应性强。根据塑料的组织成分，添加不同的填料、增塑剂和硬化剂，制备出所需性能的塑料，从而改变材料的机械强度和加工成型性能，以满足车辆上不同部件的应用要求。例如，保险杠应该有相当大的机械强度。坐垫和靠背应由软质聚氨酯泡沫制成。塑料颜色可以通过添加剂与不同的颜色混合，从而省去油漆的麻烦。一些塑料零件也可以电镀。例如，ABS塑料具有良好的电镀性能，可用于制造装饰条、标志、开关旋钮、车轮装饰罩等。塑料汽车的优点，汽车制造商适应塑料代替传统的钢铁材料也可以降低成本。戴姆勒-克莱斯勒声称，它用吹塑塑料制造吉普车的前后保险杠，因此制造和组装成本降低了12%，重量降低了9%。应用开发信息显示，用聚碳酸酯(PC)代替玻璃的环境效益包括重量、安全性和设计。一公斤的聚碳酸酯玻璃可以替代2.2公斤的玻璃，节省200-300兆焦耳，减少14-22公斤的二氧化碳排放量，使用寿命为15万公里(基于美国汽车的平均消耗量)。注射成型的塑料部件也具有美学效果，这是使用传统材料如钢和玻璃难以实现的，例如，聚碳酸酯材料被用来代替玻璃头灯透镜。塑料汽车的优点，塑料可以提高汽车制造商设计的灵活性。塑料在汽车上的成功应用进一步降低了汽车的成本。一个简单的注射成型塑料部件可以完成将许多金属部件焊接在一起的功能。塑料可以被模制成比钢组件更复杂的形状，这可以减少集成过程中使用的零件数量。汽车装饰件，汽车塑料装饰件一般分为I并且具有质地轻、易于成型、易于安装、手感好、成本低等特点，使用量高达整车塑料使用总量的56%。内饰早期是“塑料”的，并大量使用。目前，汽车内饰件的塑料材料正逐步向高强度、复合化和美观化方向发展。耐热性：由于夏季长期光照，车内温度相对较高，对内饰材料的耐热性要求较高。2.抗老化性：包括热氧老化和光老化，以防止老化、变色和部件变质；3.低气味：为了司机和乘客的健康，材料应确保低挥发性和低气味；4.哑光：为确保行车安全，选择哑光材料或哑光皮革图案；5.耐擦伤性：要求材料具有一定的表面硬度和低摩擦系数，以防止擦伤和起毛。汽车内饰、内饰和汽车常用材料、内饰和汽车常用材料的材料要求车门内板的结构与仪表板基本相似，由骨架、泡沫和皮革组成。以红旗轿车和奥迪轿车为例：最近开发的低压注射压缩成型方法是将蒙皮材料放在未固化的聚丙烯坯料上，压缩后压入车门内板。表皮材料是TPO内衬聚丙烯软泡沫层，易于回收。中、低档轿车车门内板可采用木粉填充改性聚丙烯板或复合针织面料在废旧纤维层压板表面的简单结构，即无发泡缓冲结构，有些卡车甚至使用直接粘贴一层聚氯乙烯人造革的车门内板。目前，坐垫和靠背基本上都是由软质聚氨酯泡沫制成的。对于座椅的表皮材料，聚氯乙烯人造革在20世纪60年代使用最多，皮革织物包皮在70年代使用。面料材料以尼龙为主，涤纶面料包皮预计逐年增加。座椅的坐垫材料是柔软的高弹性聚氨酯模压发泡而成，目前还没有其他发泡材料可以替代。考虑到座椅的舒适性，座垫的密度可以改变，从而改变硬度。例如，奥迪A6轿车靠背上的坐垫可以浸有天然纤维(如椰子壳)，其特点是透气性好。骨架材料可以是GMT(玻璃纤维毡)而不是钢材。座椅，我国使用的仪表板可分为硬仪表板和软仪表板。汽车内部零件仪表板，硬质仪表板常用于轻型、小型卡车、大型卡车和乘用车，一般采用聚丙烯、聚碳酸酯、ABS、ABS/PC等一次性注塑成型。仪表板表面有花纹，尺寸大，无表皮，对表面质量要求高，对材料的要求是防潮、耐热、刚性好、不易变形。但是，由于该仪表板通常采用多点注塑成型，容易形成流痕和粘连痕迹，同时添加不均匀的颜色矩阵，容易产生色差。因此，表面只能在涂装后使用，最好使用哑光涂料进行涂装。此外，随着高档仪表板追求质感，在仪表板表面制作一些桃木装饰图案将是一个发展方向。桑塔纳、捷达和富康仪表盘均采用聚氯乙烯/ABS或聚氯乙烯片材作为皮革条纹的表皮材料。然而，上海大众斯柯达明锐仪表板由三种以上的材料组成，材料回收极其困难。为了便于回收，正在开发一种由热塑性聚烯烃TPO皮、改性聚丙烯聚丙烯骨架和聚丙烯泡沫材料制成的仪表板。考虑到重量轻，还有一种趋势是用玻璃纤维增强聚碳酸酯代替铁芯。为了追求奢华、舒适和良好的手感，方向盘的表面现在部分用桃木或皮革包皮装饰。骨架：钢骨架和铝注射涂层：多用途改性聚丙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、ABS等树脂，一般由自结皮硬质聚氨酯泡沫材料制成，在高压或低压下发泡。内顶棚和后围板(后围板主要用于重型车辆)是复合层压产品，t天花板和后围板通常由基底材料和蒙皮组成。基材要求重量轻、刚性高、尺寸稳定、易于成型。天花板和后围板通常由TPO泡沫板、玻璃纤维和无纺聚酯布层压而成。汽车功能部件，功能部件必须满足特殊使用功能，对其材料有特殊要求。汽车功能空气加热器、空调、空气加热器、空调是汽车的重要功能，其装配大多是由塑料注射成型或塑料吸收制成。汽车功能油箱和油管，油箱结构：单层或多层复合结构。奥迪A6油箱、奇瑞B14油箱、燃料箱是汽车中重要的安全部件之一，燃料箱的材料要求：耐寒性、耐热性、抗蠕变性、抗应力开裂性、耐大气老化性、耐溶剂性、耐化学腐蚀性等，以满足耐冲击性、抗泄漏性、阻燃性、防爆性等方面的要求，塑料燃料箱通常由HMWHDPE基材制成，辅之以粘合剂和阻隔材料塑料吸收，箱体内壁应采用不同的方法进行表面处理。进气口是为发动机设计的部件。对于卡车来说，进气口是一个重要的外部装饰，通常位于驾驶室的后部。它一般是由ABS板材的吸塑二次加工、PE吹塑或ABS注塑而成。重庆沿海和“黄河王子”的进气口由ABS注塑成型，重约15公斤。JAC汽车进气道、斯太尔王进气道、汽车功能进气道、停车标志、暖风控制面板、控制旋钮和导光块通常由初级PMMA制成，但也有例外。例如，斯太尔王的前遮阳是由黑色，铅黄色或紫色聚甲基丙烯酸甲酯，主要是为了防止阳光直射。为了满足阻燃性和耐温性的需要，汽车功能部件、烟灰缸、缸体和盖板通常由聚碳酸酯、酚醛树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚碳酸酯/ABS注塑而成。例如，黄河王子使用聚碳酸酯，而国王斯太尔使用聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物进行注射成型。T11烟灰缸为酚醛树脂，点烟器面板为PP/EPTM-T12。散热器格栅、发动机罩、外部装饰：发动机罩、散热器格栅、翼子板、外部门把手、后导流板、车身装饰条等。汽车外部零件，汽车外部零件的材料要求1，耐候性：对于未涂覆或电镀的零件，应选择耐候性材料，如AES、ASA(AAS)、PC/PBT(PET)；2.耐热性：由于环境温度低，标准耐热性水平能够满足要求；3.耐低温性：要求材料具有一定的耐低温性，以防止冬季低温环境下构件开裂。4.耐化学性：防止油品腐蚀和酸雨；5.耐擦伤性：要求材料具有一定的表面硬度和低摩擦系数，以防止擦伤。汽车外部装饰件、发动机罩和地板垫是中重型车辆和乘用车的重要内部装饰件。发动机罩一般由聚氯乙烯皮革与聚醚多元醇和异氰酸酯经吸塑发泡而成，主要起到吸音、隔热、减震、美化车内环境等作用。汽车外部装饰发动机罩，散热器格栅是一个开放的部分设立冷却发动机，位于车身前部，往往与铭牌嵌在它们之间，是一个重要的部分，以显示汽车的风格。汽车外部零件散热器格栅，也有用耐气候老化的ASA(丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸橡胶组成的三元共聚物，属于抗冲改性树脂)材料，经注塑成型后，表面不能涂装。没有表面涂层的散热器格栅的成本将降低50%。最近，出现了一种由聚酯弹性体制成的格栅，其在表面溅射金属铬后使用。这个网格很受用户欢迎。桑塔纳轿车的格栅是用ABS注射成型的，由于ABS的耐候性差，使用时应加入耐候添加剂，颜色为黑色。小红旗格栅由ABS/PC合金注塑后喷涂而成。汽车外部零件散热器格栅、挡泥板(也叫挡泥板)的功能是防止汽车行驶时车轮卷起的沙子和泥土溅到汽车底部。因此，要求所用材料具有耐候性和抗老化性桑塔纳轿车左右前轮上方有两个挡泥板，重约1.8公斤，由增韧改性聚丙烯注塑而成。重庆沿海的挡泥板是用玻璃钢制成的。斯太尔1491的挡泥板由聚氨酯弹性体制成。目前，大多数用于挡泥板的塑料是聚氨酯，有些是由树脂制成的。未来，用聚酰胺/