新汽车轻量化材料方案速览
- 来源：雅式出版有限公司
- 2019/8/9 10:46:14
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【塑料机械网 热点关注】 随着汽车轻量化的推进，汽车行业对塑料的市场需求持续增长，促使材料及工艺供应商不断研发创新的解决方案，以满足汽车对轻量化材料的需求。
据Global Market Insights的新研究报告，到2024年，汽车塑料市场市值将从目前200多亿美元的市值增长到逾500亿美元。
主要驱动因素包括乘用车产能的大增以及消费者对节油、耐用和轻量化汽车的需求；中国、印度和日本的快速工业化和城市化将推动对商用车、SUV、现代汽车和HMV的需求，以及人均收入和生活水准的提高促进消费者对时尚和美观汽车的需求。
汽车塑料广泛用于各种汽车车身和部件，包括底盘、动力传动系统、引擎盖下的电子部件、外内饰件以及燃料系统。车用塑料耐用、耐刮、耐磨、可实现有效的设计成型及部件集成、实现减震和噪音控制。
哪些树脂材料备受汽车行业青睐？
车用塑料部件的制造过程主要涉及的树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)。
基于其轻质特性、耐用性能、节能、耐腐蚀性、绝缘性和减噪性，Global Market Insights的报告预计，PU类车用塑料需求将增长10%以上。PU发泡通常用于制造头枕、仪表板表皮、扶手以及各种其他汽车内饰件。
此外，ABS树脂的车用塑料市场规模在预测期内将显著增长逾9.5%。它主要用于制造汽车仪表板、盖板、保险杠和车身板件。由于消费者追求因轻量化、坚固、柔韧和耐腐蚀性能带来的汽车时尚，进一步推动了该树脂在汽车行业的应用。
报告显示，PMMA的汽车塑料市场规模到2024年将超过13亿美元。由于其性能，它们被广泛用于制造各种内外面板、模塑部件、装饰部件、车牌、以及车窗、显示屏和显示器应用。PMMA具备超卓的抗冲击性、抗UV性、耐化学腐蚀性，色调度以及耐候性，从而确保产品部件的耐用性和使用寿命。
在报告预测期内， PVC的汽车塑料市场需求有望超过19亿美元。这类塑料主要用于车身底漆、密封材料、门板座椅、仪表板、扶手、车窗密封型材、挡风条和侧面碰撞保护结构。
汽车行业对轻量化材料的需求庞大
车用塑料市场如此庞大，其中一个重要原因是汽车市场对轻量化材料的需求殷切。根据Transparency Market Research发布的关于汽车轻量化材料的新报告，预计2018至2026年期间，汽车轻量化材料市值的复合年增长率将超过7.2%。
汽车行业对汽车轻量化的需求上升，推动了汽车轻量化材料市场的发展。当中，预计亚太市场在报告预测期内将以超过7.3%的复合年增长率扩张。汽车制造商也越来越多地选择轻量化材料，以减少碳排放并提高车辆效率。
该报告表示，与重型车辆相比，轻型车辆的燃油效率提高了5%至7%。因此，很多的乘用车制造商，如宝马、特斯拉、梅赛德斯奔驰和福特等，都在车辆中使用轻质材料。
为了迎合车用塑料不断增长的市场需求，塑料材料方案解决商致力于研发助力汽车轻量化的材料，为汽车行业提供高性能、轻量化、低排放、环保的车用材料和相关材料技术及解决方案，助力推动汽车行业的发展。
轻质ABS塑料合金可助减重30%
塑料、乳胶粘结剂和合成橡胶的材料解决方案供应商盛禧奥在今年四月宣布，推出创新的轻质塑料，可替代半结构件中的金属。相较镁或铝金属材料，可实现减重30%。
过去，汽车制造商寻求稳定可靠的结构件材料时，他们便选择传统的钢、镁或铝等金属材料。 盛禧奥的新型ABS LGF尺寸稳定、刚度极高，是制造半结构件的理想轻质替代品。作为一种结构聚合物，ABS LGF复合材料不仅比镁更轻，还具有低挥发性和低气味特性，并且能够缩短生产周期。
盛禧奥(Trinseo)的新型ABS LGF在新宝马3系列中作为仪表板中镁的代替品之后，性能已经通过了验证。 通过与一级供应商Dräxlmaier的合作，盛禧奥能够优化材料在刚度、翘曲、撞击和头部冲击方面的性能，打造出偏差度极小和稳定性极高的成品部件。
盛禧奥的技术负责人Norwin van Riel指出，这种热塑性复合材料结合了宽温度范围内的高刚度和高尺寸稳定性，与铝和镁相比，它有助于实现轻量化设计，而汽车制造商越来越希望汽车减重同时又保持稳定性。
盛禧奥的新型ABS LGF , 可替代半结构件中的金属，实现减重30%。
轻量化设计和电动汽车的新应用
Tepex连续纤维增强热塑性复合材料作为少数几种复合材料之一，能够在轻量化部件的批量生产中占据稳固的地位，而Tepex的制造商是特种化学品公司朗盛的子公司Bond-Laminates GmbH。
负责Bond-Laminates消费电子产品和运动应用领域销售的Dirk Bonefeld博士表示，Tepex的成功是建立在多样化的产品系列之上，该产品系列具有独特的差异化应用。同时，允许对具有高质量表面的复杂、高度集成的轻量化部件进行经济的加工的技术在不断地增长。
鉴于对Tepex的需求很大，而这些需求主要来自汽车和IT行业，朗盛已对其德国Brilon的结构材料生产设施进行大规模扩建，以新增生产线。
Tepex在轻型汽车设计中的新应用包括用于德国中型车的车门模组支架，用于美国市场的SUV的前端支架，以及用于德国豪华车的后排座椅。此外，Tepex Automotive的负责人Henrik Plaggenborg认为，电器和电子模块的载体及锂离子电池模组部件正在电动汽车领域兴起。
Tepex连续纤维增强热塑性复合材料已经应用在轻量化部件的批量生产中。
创新材料与解决方案成就汽车电动化
轻量化和电动汽车的迅速崛起正在彻底改变汽车行业。在CHINAPLAS 2019，一系列满足这种新趋势的创新材料和解决方案悉数登场。
巴斯夫展示其助力广汽研究院共同打造的三款电动概念车。车型采用巴斯夫的多种创新材料与解决方案，以及未来感的设计，专为中国车主多样化的个人生活方式需求定制。
该系列电动概念车由广汽研究院设计，并得到巴斯夫Creation Center® 创新中心在部件制作方面的支持。
它们负责回答一个材料圈热议的问题：将巴斯夫材料运用在车身整体设计中，可减少或消除挥发性有机化合物(VOC)的释放，并避免有机溶剂的使用，让新车不再散发恼人"异味"。二十多种创新材料应用在电动概念车上。
巴斯夫二十多种创新材料运用在车身整体设计中，可减少或消除挥发性有机化合物(VOC)的释放，并避免有机溶剂的使用，让新车不再散发恼人“异味”。
行李舱隔板：使用了以巴斯夫Acrodur®水性丙烯酸树脂分散体粘合的天然纤维复合材料热压成型板材。Acrodur®赋予该内饰部件高机械强度、轻质以及低挥发性,有助于提高燃油经济性。
座椅面料：Haptex® PU解决方案：非溶剂型合成革用于座椅面料，在高低温环境下都具有手感，同时具有低挥发，低气味及优异的耐水解、耐磨损性能，保证长期使用。
3D打印座椅表面：采用巴斯夫Adsint® TPU 90 flex 3D打印TPU弹性体粉末材料，通过选择性镭射烧结成型(SLS)技术实现个性化的设计，打造毛皮质感的座椅表面。该材料不仅拥有舒适的手感，还具备优异的吸收冲击性能。
高光内饰：高光泽钢琴黑内饰部件采用巴斯夫特种聚醯胺Ultramid® Deep Gloss制成。该材料荣获2018年德国创新奖，打造出无需额外精心喷涂保护涂层的钢琴漆般黑色高光泽且耐刮擦表面。
座椅材料：座椅靠背和座垫缓冲材料采用巴斯夫Infinergy® TPU颗粒泡沫，在有限的设计空间内将舒适度与耐用性结合。Elastoflex® W座椅泡沫可实现15%轻薄化设计，使驾乘人员获得全面舒适感受，并能增大驾乘空间。
要点总结：
· PU类车用塑料需求将增长10%以上；
· ABS树脂的车用塑料市场规模在预测期内将显著增长逾9.5%；
· 预计2018至2026年期间，汽车轻量化材料市值的复合年增长率将超过7.2%。
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