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GE全面推进汽车的塑料化进程  

2012-05-22 14:04:14|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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GE推进汽车的进程

GE全面推进汽车的塑料化进程

GE塑料

GE 新材料集团公司汽车部出了种类多的性能的工程热塑性塑料及复合物,以面推进塑料在车板材与车玻璃零部件照明部件、构架和内件、擎盖下的部件代钢材和玻璃,从而为汽车OEM厂商们提供多种具有创新性的有助于减轻重量和节约成本的案,同时也为汽车的安全性和环保性提供了很好的解决方案。

车身板材与车窗玻璃

每个汽车生产商都希望借助汽车外观工艺方面的最新技术,从而使自己的汽车更具有创性。为此,GE 高新材料公司汽车部在汽车车身板材、免喷漆和车窗玻璃方面,能够通过型的高模数可塑材料 (HMD) 和高性能热塑复合材料 (HPPC)技术,使汽车的重量更轻,制造成本更低。

在车身板材这一产品中,GE 的“免喷漆”方案无需进行二次喷漆的操作,这样有助于节省成本。这种“免喷漆”的方案采用了一种高级 LEXAN SLX ,能够为车身板材提供 A 级水平的表面,其极好的光泽度受到了汽车用户的青睐。此外,这种薄膜可以经受长时间紫外线的照射而不褪 同时它还具有很强的刮伤能力和化学稳定性,经测试其寿命可以超过10年。

GE的车身板材同样允许客户基于种传统的喷漆方式而定制个性化的喷漆方案。线解决方案包括可喷漆的车身板材、预着色注模、XENOY树脂材。离线和在线的喷漆车身板材也可以用 NORYL GTX树脂制造

在车窗玻璃这一产品中,GE的环绕式车窗玻璃将设计水平提高至一个新的层次,可使司机和乘客获得360野,另外它还具有出色的抗冲击性能。这种大型三维玻璃车窗的设计是基于性能的 LEXAN GLX 树脂和 Exatec 独特涂层技术的完美结合。LEXAN GLX树脂玻璃能够生成全车顶系统中具有复杂形状的一体化部件,而这是普通玻璃材料所无法提供的特性。此外,GE的这种设计可以使多个部件与车窗系统更方便地整合在一起,从而节约成本。如:后尾门和车窗系统就含了与碳酸酯 (PC) 料结合在一起的注塑紧元件、后刹车、把手和以及转向柱覆层等部件。与一般玻璃和金属的车窗系统相比,LEXAN 树脂车窗玻璃系统可以减轻高达 50% 的车身重,同时可帮助降低汽车的重心,从而持更好的稳定性。

采用GE的环绕式车窗玻璃设计,可使司机和乘客获得360度的视野采用 LEXAN GLX 树脂制造的后尾门和玻璃窗系统可使多个部件更方便地整合在一起。

零部件

GE 高新材料公司为整部车由内至外的零部件应用提供了一批又一批种类多的高性能的工程热性塑料及复合物。例如,GELOY XTW 树脂是一种革命性的材料,能提供比传统丙烯酸—苯乙烯—丙烯腈 (ASAs) 材料高 3 ~ 5 倍的色泽和光泽的保持度,并且可呈现光谱中的各种颜色,使之成为“免喷漆”材料。该树脂的应用包括反光镜外壳、缝饰、内饰和栅格。由于它使用了新型的具有抗老化性的聚合体单元,从而大大增强了其作为外饰产品的耐侯性。尽管预着色注模没有使用油漆和坚硬的涂层,但是汽车制造商们同样可以实现更深更暗的色和更亮更纯的白色,以及被汽车用户赏的优异景。同时,GELOY XTW 树脂还是一种可以替代金属的“免喷漆”材料,因为不需要二次喷漆操作,使用它可以降低总体的系统成本。

Visualfx特效树脂用在汽车的内外部件上,同样也可以实现“免喷漆”。比如图示的福特汽车的换档旋钮(该旋钮也可采用GEGeloy FXW751SK树脂制造)。Visualfx树脂能够实现多种视觉效果(例如:发光、漫反射及其他效果),使用它能够生产出光溢彩的汽车外部部件。因为无需进行销甚大的二次喷漆及涂层操作,Visualfx 树脂能够帮助设计师打破色彩设计上的局限

该图为用GEGeloy FXW751SKVisualfx树脂制造的福特汽车的换档钮。与涂漆的部件相比,它可以长地保持美观效果,不会像涂漆部件会随着时间的推移而褪色和掉色。

GE新型的Noryl* BN9003G树脂可以帮助汽车厂商生产吹塑扰流器——如图示的Pontiac Grand Prix扰流器。由于其减少了打磨时间,提升了生产效率,因而降低了系统成本。与传统材料如高温丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)相比,用这一新材料注塑的部件壁更薄、耐高温性更好、抗张力和冲击力更强,并且热膨胀系数更佳。此外,这一新材料的气味较淡,而且扰流器表面的抗汽油和柴油的耐化学腐蚀能力更强。

此外,GE推出的用于汽车零部件的新型材料还包括用于踏脚板和脚蹬的Xenoy X4000BM脂;用于外门和内门把手、踏脚板、轮毂罩、栅格、顶架和饰件的Cycoloy CP8930树脂;以及用于油箱盖的、导的、可以在线静电喷涂的Noryl GTX树脂。

照明部件

采用GE高新材料公司的树脂所生产的汽车照明系统具有坚固、美观的特性,并且能够耐受聚光灯和雾灯的高热环境。数以百万计的汽车上都安着用 LEXAN 树脂生产的具有高度抗撞击能力和高清晰度的前灯玻璃和盘玻璃。如今,LEXAN 4401R 树脂代表着 GE 高新材料公司在树脂的流动性和耐热性的平衡技术上所取得的成功,这种材料非常适合制造既需要直接用金属法电镀(要求耐热性好),又要求具有高表层质量(要求流动性好)的表盘玻璃,同时它拥有更快的生产周期和更高的生产率。

ULTEM XH6050 树脂同样可以提供高模量和优异的耐热性能,它可以耐225的高温。该树脂具备好的空间维度稳定性、度和耐久性,并且可以通过标准设备实现 100% 的回收利用。

构架和内饰件

GE 高新材料公司汽车部在汽车构架和内饰件方面的经验非常丰富,其产包括新型仪表板、车顶篷以及符号合“美国联邦机动车辆安全标准 (Federal Motor Vehicle Safety Standard)”及全球“行人冲撞保护要求”的能量吸收系统。其集成的前端模块 (Front-end Modules) 推动了汽车轻型全塑前端模块的发展,同时也推动了诸如 HydroPlast?架构的高级钢材/塑料系统和用于集成安全气囊设计的材料的发展。

随着GE的“新型仪表板计划”地推进, 该公司推出了一个既美观又安全的解决方案,该方案包含一个用 LEXAN EXL 树脂制造的无缝集成的安全气囊门的仪表板系统。这种革新的设计可以使气囊门与仪表板无缝结合在一起,不但美观,而且有助于释放出坚固的气囊,即使在-40℃的温度下释放气囊时也不会破裂,从而提高了气囊的安全系数。

HydroPlast?构架方案是一套金属/塑料的混合方案,这个方案结合了钢材的强度以及塑料的质轻这两个优点,而且这种构架可以在一个单一的、低成本的成型过程中完成。因为该方案有着可观的节省成本的前景,GE 高新材料公司将这个创新技术集中运用于汽车的大型首尾构架的开发,以帮助减轻车重、降低成本,同时减少体积,并简化零件的整合过程。HydroPlast? 构架和SmartLok?的连接允许高压力铸成的钢件与工程热塑性构架一次注模成型。

引擎盖下的部件

GE 高新材料公司可提供多种耐高热环境和能够适应苛刻的化学环境的工程树脂和复合物,其产品在引擎盖下的应用范围非常广泛,涉及到从空气进气系统到引盖下的各种应用。这些塑料部件能够降低成本、减轻重量、提高集成度,以及具有可与金属媲美的高空间维度稳定性。例如,由GE 的高耐热 ULTEM 树脂制成的电子节气门可以降低系统成本,并减少30% 的组成部件,而且与传统金属材料相比,它能够免除二次加工工序,并减轻多达 50% 量。

GE新型的柔性Noryl树脂用于制造汽车引擎盖下的电线电缆

GE在引擎盖下应用的最新材料是于阻燃的柔性Noryl树脂的电线材料,该树脂可以帮助OEM厂商替代目前使用的传统卤化电线材料。作为汽车行业创新的电线电缆材料的解决方案,柔性Noryl树脂要比聚氯乙烯(PVC)和交联聚乙烯(XLPE)的性能更为优越,它可以通过显著减轻电线电缆的重量和尺寸来满足节省能源和空间的需求,同时还满足了汽车行业对不含卤素和铅零部件的需求。

汽车用塑料未来的发展

随着汽车向轻量化方向的发展,塑料在汽车上的用量日益增加,特别汽车内饰件对材料提出了更高的要求。利用塑料的质轻、防锈、吸振、设计自由度大的特点,现代汽车用塑料结构件取得了长足的发展,并且是今后的重点发展向之一。

塑料的特性

塑料是以合成树脂(聚合树脂或缩聚树脂)为主要成分,并根据不需要而添加不同添加剂所组成的混合物,具有独特的性能:

?密度小:每100Kg的塑料可替代其它材料200~300Kg,可减少汽车自重,增加有效载荷。

?物理性能良好:柔韧性较好,耐磨,震,单位质量的塑料的抗冲击性不逊于金属,有些工程塑料、碳纤维增强的塑料等还远远高于金属。

?耐化学腐蚀性:塑料对酸、碱、盐等化学物质的腐蚀均有抵抗能力,其中聚四氟乙烯是化性能最稳定的材料;最常用的耐腐蚀材料,是硬聚氯乙烯,它可耐浓度达90%的浓硫酸,各种浓度的盐酸和碱液。

?设计自由度大:可制成透明、半透明或不透明的制品,观多种多样,表面可制作具有特色的花纹。

?着色性好:可按需要制成各种各样的颜色,有黑、灰、白、桃木纹等。

?加工性能好:复杂的制品可一次成型,能采用各种成型法大批量生产,生产效率高,成本较低,经济效益显著,如果以单位体积计算,生产塑料制件的费用仅为有色金属的1/10

?环保、节约能源:可回收利用,且每100km节油在0.5L以上。

但相对来说,塑料也存在一些缺点,如收缩率大,吸水性强,尺寸稳定性差,难以制得高精度制品,易燃,燃烧时产生大量黑烟和有气体,长期使用易老化、易变形;但通过改性可降低其缺陷。

汽车塑料未来的发展

塑料制品不仅能够减少零件数量,在降低噪声方面也起到了很好的作用。生产厂家应利用塑料制品成型的特点,尽量是多个零件一体化,减少数目,设法达到一次成型复杂零件的目的。汽车上塑料的使用量每年呈增长趋势,可以预测:这种趋势在今后还将继续。在汽车设计的诸多条件中,为了轻量化及降低成本,更多地采用塑料具有重要意义。今后的车用材料有从金属向塑料过渡的趋势。

1、以PPABS为主导的市场

据英国应用信息(AMI)报告,到2000年为止,轿车零部件消耗的热塑性塑料仍然以年均超过6%的速度递增,而由于PP价格低廉且性能优越,所以汽车内外饰件的发展将以PP为主,现在市场上使用的PP零件占市场额的42%,且可望以每年8%的速度增长,特别中的汽车内饰方面。

2、应用范围正在扩大

塑料在汽车中的应用范围正在由内饰件向外饰件、车身和结构件扩展,今后的重点发展方向是开发结构件和外装件。

3、开发复合型材料

复合型材料在汽车零部件上的应用也越来越显示其强大的生命力。汽车上使用复合材料的零件主要是仪表板、护板、顶盖内护板、地毯、座椅及包裹架护板,它们基本上是由表皮(塑料、织物、地毯),隔音减振部分(泡沫或纤维)架部分组成,这种形式的零件除满足一定的使用功能外,又使人感到舒适美观,而且由于该种材料生产工艺简单,成本低廉、适用性强而发展得比较迅速,它将是今后汽车内材料的主要发展方向。

4、工程塑料的需求量将逐年增大

工程塑料,尤其是高性能工程塑料因其具有好的机械性能、综合力学性能,还有耐热、耐酸,寿命长,可靠性好,而越来越广泛地用于汽车工业,其前景非常好,例如发动机上的一些零部件像调速阀、机动盘、气流盘、水泵、输油管、皮带轮罩、冷却风扇、油门踏板等等已开始使用PAPPSPBT等注塑或吹塑成型。

5、玻璃纤维增强塑料的应用也有进一步扩大的趋势

玻璃纤维增强塑料俗称“玻璃钢”,具有质轻、比强度高、耐腐蚀、电绝缘、耐瞬时高温、传热慢、隔音、防水、易着色,能透过电磁波,成型方便,具有可计性等优点,广泛用于生产保险杠、顶盖、导流罩、电瓶托架、挡泥板、前脸部件、裙边部件及车身壳体等。

6、向安全性方面发展

今交通事故不断、乘客安全受到威胁的情况下,部分内饰零件的安全性检验己纳入议事日程。比如,仪表板上表面的头部冲击试验;其下边缘的膝盖撞击试验;座椅靠背的身体冲击试验等,均要求被检验的内饰塑料不能碎裂,更不能碎片四溅或出瑰棱角伤人。因此,汽车内饰零件不仅要求舒适美观,更要求安全可靠,对人身安全进行全方面的保护。

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