邵麗琨
(撫順市現(xiàn)代服務(wù)學(xué)校 遼寧撫順 113001)
隨著我國改革開放帶來的高速發(fā)展,經(jīng)濟建設(shè)獲得了巨大的成就,人們生活質(zhì)量獲得了提高的同時,汽車的使用率逐年攀升,人們對汽車的認識和需求也得到了相應(yīng)的變化。一直以來,汽車作為交通工具,人們對其內(nèi)外飾的關(guān)注度并不大。但發(fā)展到了當(dāng)今時代,人們對汽車的要求并沒有定格在以往運輸和解決交通問題的層面,而對汽車內(nèi)外飾美感的追求越來越強烈。塑料材料擁有很多優(yōu)勢,如輕省、美觀、方便、舒適等特性,受到人們普遍的欣賞和喜愛,因此,對于汽車內(nèi)外飾中塑料材料使用的探究具有十分重大的價值。
科技的發(fā)展與提高促使新材料、新技藝、新形式屢見不鮮,塑料材料在使用程度和類型上花樣繁多,這就促使對塑料材質(zhì)質(zhì)量要求逐漸增高。從實際應(yīng)用的情況來看,塑料材料在汽車制造與設(shè)計時頻繁使用,原因是塑料密度小、安全性能好等優(yōu)勢,與人們的美感需求及汽車產(chǎn)業(yè)的集約化相符合[1]。塑料材料在汽車上的使用主要表現(xiàn)在內(nèi)外飾方面可以替代傳統(tǒng)的鋼料材質(zhì),這在一定程度上減小了汽車自身的重量,有助于汽車產(chǎn)業(yè)向著節(jié)能環(huán)保方向遞進?,F(xiàn)如今,塑料材料的發(fā)展很適合汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,汽車在研發(fā)過程中關(guān)注最多的就是汽車使用的便利性與尾氣排放等問題,塑料材料的開發(fā)迎合了這樣的需求,相關(guān)人員有必要對塑料材料在汽車內(nèi)外飾的應(yīng)用中有明確的掌握,持續(xù)完善其使用成效[2]。
與以往的金屬原料比較,塑料材料密度比較小,一樣的體積塑料質(zhì)量輕便,這對降低汽車自身重量有著顯著優(yōu)勢,這樣的特征在汽車內(nèi)外飾的應(yīng)用中獲得了人們的普遍喜愛。針對以往想要汽車快速啟動、減少汽車總體重量的需求來講,塑料材料的應(yīng)用可以更好地解決此問題。一些部件只是起到了裝飾效果,通過塑料材料的運用與替換能夠更好地減小總體體重,把塑料材料改造成汽車上的相應(yīng)部件,可以大大減少汽車重量,提升汽車的整體操控性。
與金屬材質(zhì)做對比,塑料材料在加工的時候更容易制型。原因是金屬材質(zhì)熔點比較高,在制型加工過程中有一定難度,并且安全性難以掌控。而塑料材料的使用能夠在相當(dāng)大的程度上彌補這一缺陷,塑料成型軟化的熔點很低,并擁有很強的塑造性,制作人員可以隨意地進行加工創(chuàng)造[3]。另外,伴隨著人們對個性化強烈追求,對內(nèi)外飾的要求也呈現(xiàn)出了多樣化需求,運用塑料材料易于加工變形構(gòu)件,經(jīng)過打造簡便的模具就可以迅速完成該項操作,內(nèi)外飾加工成效獲得了極大的提升,并且還能夠節(jié)省成本,提高使用效果。
金屬剛度是十分顯著的,但在汽車內(nèi)外飾的裝飾上,此特點就成了劣勢。相比于金屬材質(zhì)而言,塑料能夠有一定的緩沖能力,平衡汽車內(nèi)部各間隙的緩沖并保障人的安全性,金屬材質(zhì)過于堅硬的特質(zhì)就會造成嚴重的變形并不能保障駕駛?cè)藛T和乘客在遇到碰撞時候的安全性[4]。因此,考慮為了更有成效地提高內(nèi)外飾的安全性,就有必要使用塑料材料作為相應(yīng)部位的應(yīng)用。因為具有良好的彈性可以起到更好的緩沖作用,強化接觸面的使用年限,還可以確保人員遇到碰撞時不會輕易造成硬觸碰,這在更大程度上確保了汽車部件的使用壽命及人員的生命安全。
相比于金屬材質(zhì),塑料材料擁有很強的耐腐蝕性能,運用到汽車容易產(chǎn)生腐蝕的地方,可以起到良好的抗腐蝕功能。塑料材料的使用可以更好地提高汽車的平均使用壽命,還能有助于節(jié)省日常養(yǎng)護成本。例如,在外飾里極易遭受日光、雨水、淤泥等侵害時,塑料材料能夠做到延長汽車部件使用期限的功能,達成養(yǎng)護汽車車體的效果。因此,能夠看到,在汽車內(nèi)外飾里通過塑料材料的應(yīng)用體現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢,關(guān)于塑料材料的靈活性使用,給汽車產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展帶來材料支撐。
因為塑料材料更易于通過增添某些化合物質(zhì)來改進總體材質(zhì)的性能,因此,更多的內(nèi)飾的使用場景受到人們的青睞。比如,加入了柔性物質(zhì)之后,致使塑料材料變得更為柔和,內(nèi)飾變得舒適[4]。倘若增添了某些彩色顏料,能夠促使塑料材料成型后自動生成色彩,減少了后期噴繪的工藝步驟,還不會產(chǎn)生脫色而導(dǎo)致美觀度的降低。這種配色方式使用十分廣泛,對那些偏愛個性化設(shè)計的人而言,可以靈活地把喜歡的色彩應(yīng)用到汽車上是件特別舒心的事情。依照此項需求,就該采用容易改造并處理靈活的塑料材料來裝飾汽車的內(nèi)外飾,這樣便可以更好地滿足每位用戶的需要。
塑料材料在外飾的使用特點主要表現(xiàn)在能有效降低汽車重量,并且通過加工后,它的強度也可以更好地滿足汽車外飾構(gòu)造上的使用[5]。具體使用場景包含下列幾個方面。
3.1.1 汽車保險杠的塑料使用
汽車上的前后保險杠在以往均是金屬材料所制成,而現(xiàn)如今塑料材料在汽車業(yè)的應(yīng)用比例可以占到整個工業(yè)行業(yè)塑膠總使用量8~10個百分點,在汽車外飾中金屬部位逐漸被塑料材料所取代[6]。在經(jīng)過添加一定量的強度材質(zhì)之后,塑料材料能夠輕易被使用在了汽車保險杠上,它的硬度完全能夠?qū)崿F(xiàn)保護汽車主體的作用,并且塑料材料擁有一定的彈力,在面對碰撞的時候它的緩沖能力明顯好過金屬材質(zhì),可以更有效地保證人們的安全性。
3.1.2 塑料在汽車擋泥板中的使用
如今的汽車行業(yè)所應(yīng)用的擋泥板基本實現(xiàn)全部更換成了塑料材料。根據(jù)它的耐腐蝕、耐磨損的優(yōu)勢,經(jīng)過塑料材料所制成的擋泥板可以更好地抵抗來源于泥水、石沙等方面的影響,致使擋泥板的應(yīng)用期效更為長久,且它的更換成本低廉、耐磨損等優(yōu)勢特征可以使擋泥板的養(yǎng)護成本大大減少,這就十分有助于塑料材料的廣泛使用和普及。
3.1.3 導(dǎo)流板和部分構(gòu)造外殼件塑料的使用
因為塑料材料重量輕并容易制作成型,大批量制作效率高。因此,在汽車的外飾中,一些結(jié)構(gòu)功能方面的構(gòu)件可以逐步被塑料材料所替代,如導(dǎo)流板和汽車的某些外殼部位就屬于這種典型使用。汽車重量一直都是汽車制造廠家急需解決的問題,塑料材料取代金屬材質(zhì)成為導(dǎo)流板和一些外殼構(gòu)造部分,汽車總體重量可以得到較大的降低,這將在很大范圍內(nèi)滿足了應(yīng)用需求,提高了總體車輛的性能表現(xiàn)力。
3.1.4 發(fā)動機塑料的使用
塑料材質(zhì)在發(fā)動機上的運用十分重要,發(fā)動機及周圍的部件對于塑料材質(zhì)的應(yīng)用更容易完成裝配。發(fā)動機周邊的部件通常對高溫和小石子的撞擊要求相對高些,因此,要使用性能好的塑料材質(zhì)才行。
3.1.5 方向盤上塑料的使用
汽車的方向盤所應(yīng)用的材料通常都屬于塑料材料,方向盤材料通常分成硬質(zhì)和半硬質(zhì),硬質(zhì)塑料成本低廉、手感差一些,而半硬質(zhì)塑料的手感相對更好、也更安全,通常應(yīng)用在轎車方向盤上。
3.1.6 散熱器格柵塑料的使用
此部件是開口結(jié)構(gòu),一般安置在汽車的最前方,對于發(fā)動機冷卻有著很好的效果。散熱器格柵使用的塑料材料一般為ABS及與PC材料的混合材料。
3.1.7 側(cè)防撞條塑料的使用
一般情況下,人們經(jīng)常會應(yīng)用PVC 型材質(zhì)與金屬材質(zhì)等粘在汽車前方和后門的外門板下方,而高檔型的汽車通常使用RIM方式的PUR。在對材料的輕量化和可回收使用方面來思考,當(dāng)前,側(cè)防撞條的材質(zhì)大都是應(yīng)用TPO 或是改性PP 進行注射成型,比如,捷達汽車所應(yīng)用的防撞條就是經(jīng)改性PP材料研制形成的。
目前,研制汽車材料的從業(yè)者主要研究了下列幾點:研制出很強的耐腐蝕特征,和擁有防輕微撞擊與外表光澤性優(yōu)良的外飾件、提高塑料部件外觀光潔程度、探究加強技術(shù)和材質(zhì)、開發(fā)可以被研制出的免油漆和A級外觀等符合外飾、開發(fā)成本小及大批的工裝技藝等。
在汽車內(nèi)飾使用方面,塑料材料重點表現(xiàn)在門內(nèi)裝飾上與車廂擋板上,并且車頂部、車座、儀表總成、皮制品、把手等部位也使用較多。目前,也能夠應(yīng)用其他材料取代塑料材料,但其總體性能并沒有塑料優(yōu)良,例如,在木質(zhì)材質(zhì)通常使用在高檔汽車上,在普通汽車上的使用很少。而金屬材料在低端汽車制造時使用最為普遍,會影響乘車人的舒適性。塑料材料的使用在很大范圍里影響了汽車產(chǎn)業(yè)的格局。在國內(nèi)汽車產(chǎn)量持續(xù)攀升的今天,高質(zhì)量汽車已經(jīng)成為目前汽車行業(yè)的發(fā)展目標(biāo),塑料材料在汽車市場擁有更大的發(fā)展空間。在整個發(fā)展方向上,PVC材質(zhì)的使用逐步下降,擁有觸摸技術(shù)的聚氨酯材料的使用越來越廣泛,此類材料的使用可以加強用戶使用感受。另外,PL塑料材質(zhì)的使用價值更為顯著,它可以更好地減小沖擊力引發(fā)的負面作用,提高汽車使用的安全性能。在汽車生產(chǎn)行業(yè)里,金屬與塑料復(fù)合材料是當(dāng)前時期的主要發(fā)展方向,它可以有效提高汽車內(nèi)外飾的建造水平,促進汽車產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。
20世紀(jì)90年代初,全球掀起了TPO基納米復(fù)合材料,重點用于汽車內(nèi)飾制造過程中。此復(fù)合材料擁有一定的剛度和顆粒特征,可以更好地提高汽車內(nèi)外飾聚合物的硬度,并且在特定范圍里提高它的耐熱性、透明性和抵抗紫外線的能力[7]。納米復(fù)合材料擁有很多優(yōu)異的性能,如具有很強的穩(wěn)定性、質(zhì)量輕、強度高、耐熱性、抵御紫外線、光澤平穩(wěn)、質(zhì)量輕便、阻燃性能好等優(yōu)勢,在溫度較低的情況下也有相當(dāng)強的抗沖擊能力。除此之外,納米復(fù)合材料可以完善塑料材料的外部粗糙度和應(yīng)用收縮率,納米復(fù)合材料的色度能夠做到一般TPO 材料的一半以上,因為納米顆粒相比可見光的波長要小,納米材料能夠表現(xiàn)出優(yōu)良的透明度與光澤度,其材料和以往的聚烯烴構(gòu)件大小相當(dāng),但因納米粒度最少,所以成本低廉。
在汽車產(chǎn)業(yè)里,塑料材料的使用程度愈發(fā)廣泛,這更好地減少了汽車使用過程中碳氫化合物的排放程度。塑料材料還有個非常關(guān)鍵的特征就是它的循環(huán)能力,是在一定程度上可以有效減少能源損耗的一種汽車生產(chǎn)工藝,并且可以對環(huán)境與能源的社會需求做進一步保護,同時也成為全球資源環(huán)境問題的很好的處理方案[8]。伴隨著我國的經(jīng)濟達到了新常態(tài)化的發(fā)展時期,汽車產(chǎn)業(yè)需要轉(zhuǎn)型與升級,汽車業(yè)需要增強塑料材料的研發(fā)力度,展現(xiàn)可再生利用的成效,提高塑料材料的總體利用效率,進而更好地減少對生態(tài)環(huán)境的破壞,達成汽車產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟成效與社會成效。
在汽車產(chǎn)業(yè)的內(nèi)外飾使用過程中,樹脂材料擁有更好的廣闊前景,從國內(nèi)的使用狀況可以看到,逐漸從高昂的特殊應(yīng)用樹脂轉(zhuǎn)向低成本、高品質(zhì)的普通樹脂,在未來汽車內(nèi)外飾使用之中,樹脂材料的使用將會更為普遍,這對于促進汽車產(chǎn)業(yè)的總體發(fā)展有著更積極的意義。
近年來,STAMAX 企業(yè)研發(fā)了一種高彈性復(fù)合材料—LGF-PP,其玻璃纖維長有12~25mm。此復(fù)合材料擁有很低的密度、很高的強度、模量、堅韌、較好的耐低溫性能和耐疲勞性并且價格低廉、可回收利用等功能[9]。此材料具有很高的力學(xué)能效和優(yōu)良的可塑加工性能(注入、按出、壓制和層壓都可以)日漸受到汽車生產(chǎn)商們所喜愛,其完全能夠替代現(xiàn)如今的材料,可應(yīng)用在儀表板支架、保險杠橫梁、防濺板、汽車門等構(gòu)件。寶馬車企在微型底盤汽車的前方構(gòu)件系統(tǒng)使用30%的玻璃纖維加強的PP 材質(zhì)。此材質(zhì)經(jīng)過集成懸掛式前方構(gòu)件系統(tǒng)來減少成本,和GMT比較該系統(tǒng)能夠縮減30%的構(gòu)件質(zhì)量。美國的DOW 化學(xué)企業(yè)應(yīng)用企業(yè)新開發(fā)的構(gòu)造粘接系統(tǒng)并用長玻璃纖維加強PP 添加到鋼鐵里面,打造了塑鋼混合系統(tǒng)[10],這只是一種環(huán)氧丙烯粘合劑把PP和金屬粘合在一起,并不需要燃燒治理和電暈處置。從長期上看,這兩類技術(shù)擁有強大的經(jīng)濟成效與性能的優(yōu)勢,使用前景非常的廣闊。
綜上所述,目前汽車行業(yè)快速發(fā)展,汽車內(nèi)外飾在使用相應(yīng)的材料時,選用塑料材料越來越成為主要的選擇,這與社會的發(fā)展需求是相適應(yīng)的。在可持續(xù)發(fā)展理念不斷深化下,節(jié)能環(huán)保作為時代發(fā)展的重要話題,塑料材料的使用在汽車內(nèi)外飾里可以起到有效的作用,對于增進汽車內(nèi)外飾進一步發(fā)展打下根基。汽車從業(yè)人員需要對塑料材料的特征有更好的掌握,根據(jù)汽車內(nèi)外飾特點,持續(xù)改善塑料材料的使用性能,促汽車業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。