多品种 少批量
1、汽车技术发展趋势
汽车发展方向
4
清洁能源化 轻量化 电子信息化 多品种、少批量
1、汽车技术发展趋势
洁净化 轻量化 安全化 舒适化
5
汽车新材料技术
中国汽车年产量增长趋势预测
1600
1500
汽车年产量 (万辆)
2、汽车轻量化
1、汽车工业的发展带来的问题
1400
1200
1000
1000
环境污染
6
汽车已成为大气污染的重要根源之一。汽车排放已 占大气污染的30-60%。
2、汽车轻量化
国外研究证实，在新能源汽车技术尚未突破的今天，轻量化
是当前汽车节能、减少污染的最有效途径之一。
轿车重量减轻10%
实现节能
燃油消耗可 减少6%
实现环保目标
减少排放
7
轻量化----汽车材料的变化
中档轿车重量的变化
14
Bumpers 18% Interior Trim 16% Seats 13% Cockpit 10% Upholstery 8% Fuel System 8% Electri parts 7% Under the hood 5% Other 15%
15
3.1 工程塑料在车身中的应用 车身塑料应用概念
1970 2000
8
2010
2、汽车轻量化
• 未来轻量化目标整车降重50%
➢ 美国、欧洲和日本等国家通过多年的研究，对轿车工业提出了2010年达 到100公里3升油耗的目标，实现这个目标需要改进发动机的燃料燃烧技 术和减轻50%的汽车重量。
9
2、汽车轻量化技术
车身轻量化 的材料途径
10
高强钢板车身
. with DuPont Zytel 70G35HSL.
the largest vibration-welded plastic intake Ford 5.4-liter SOHC Triton V8 engine (used for F-Series, Econoline, Expedition, and Excursion applications PA 66 nylon resin 16.3-kg of Zytel
39
3.3 工程塑料在动力、底盘系统的应用
40
3、工程塑料在汽车中的应用
3.4 工程塑料在防碰撞安全系统中的应用
41
42
43
4.1 存在的问题
汽车塑料应用技术与国外存在较大差距； 重材料研发，轻工艺研发； 新材料研究与应用技术研究脱节； 改性料规模小，无自身原材料供应； 无行业规范； 主机厂家缺乏材料应用研发能力，材料厂家缺乏
汽车公司研发中心
整 车
发 动 机
底 盘
车 身
材 料 工 程
37
3.3 工程塑料在动力、底盘系统的应用
38
3.3 工程塑料在动力、底盘系统的应用
Here’s an example of a complex glass-reinforced nylon 66 active manifold plastic intake system for a V6 engine
1） 外覆盖件与结构件全部采用塑料 2） 金属骨架与全塑外覆盖件相结合 3） 部分采用塑外覆盖件
16
3.1 工程塑料在车身中的应用
批量生产阶段（或者成为商品车）塑料应用情况如下：
1）高级全塑跑车
骨架结构件采用碳纤增强塑料 美国GM公司的“Ultralite”，采用碳纤增强塑
料车身，仅车身材料成本为1.3万美元 外覆盖件采用玻纤增强塑料
45
4.1 、目前国内汽车新材料研发中存在的问题 3）材料开发与应用开发脱节
由于目前国内企业尚未成为应用开发研究的主体，部分企业认为 新材料的研发仅仅是材料科研单位与大学的事情，不重视新材料的应 用技术研究，使得材料开发与应用技术研究脱节，制约了新材料的应 用。
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4.1 、目前国内汽车新材料研发中存在的问题
+玻 纤 （ 碳 纤 ） 类 纤维增强热
固性塑料
（ FRP）
4、 片 状 模 塑 压 制 成 型 （ SMC） 5、 团 状 模 塑 注 射 成 型 （ BM C） 6、 长 玻 纤 增 强 注 射 成 型 （ ZM C）
车身外装件
聚 氨 酯 类 +玻 纤 类 玻 纤 增 强 反 应 注 射 成 型 （ R-RIM ）
1.400 kg 1.100 kg
1.150 kg
104 kg 58 kg 178 kg 40 kg 23 kg 138 kg
其他材料 弹性材料 塑料
其他非铁金属 镁合金
铝合金
610 kg 钢板/ 铸铁
2000/2010
-17 % +6 %
+19 % +13 % +300 % +36 % -10 %
压制成型
GMT
热成型 纤维增强热
塑性塑料
注射成型
热塑性片材 玻纤增强 PET P B T /P C
****
图 1 车身塑料外板件的材料工艺技术
19
用于车身的塑料材料工艺技术
表1 主要用于车身外板件的塑料材料工艺特点
特
材料工艺
比重
强度 尺寸精度
表面 质量
点
节拍（秒）
单机能力 (件/年)
材料价格 元/Kg
33
3、工程塑料在汽车中的应用
3.2 工程塑料在仪表板、内饰系统的应用
34
3.2 工程塑料在仪表板、内饰系统的应用
In Trim
Instrument panel
Door trim
Seats Foof
Carpet
35
仪表板系统
Instrument panel 目前国内
中高档车 经济型车
软质、聚氨酯反应发泡成型 硬质、改性聚丙烯注射成型
21
应用实例
22
应用实例
• 复合材料车身顶盖
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应用实例
• 雷诺 Avantime 车身塑料件
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热塑性挤出板材热成型全塑塑料车身.
The Paradigm : thermoformed body made of coextruded acrylic
styrene acrylonitrile and ABS sheet , weigh less than 1,800 pounds (compared to about 3,800 pounds for a similar-sized, steel-shelled car)
骨架结构件采用金属件， 外覆盖件采用塑料件
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3.1 工程塑料在车身中的应用
用于车身的塑料材料工艺技术
一般车身普遍采用纤维增强塑料材料；
按照塑料性质来分，用于车身的塑料分为：
热塑性纤维增强塑料（FRTP）如玻纤增强PET，GMT... 热固性纤维增强塑料（FRP） 如手糊玻璃钢、RTM、SMC
按照纤维又可分为2类
上海杰事杰新材料股份有限公司
汽车用工程塑料介绍
工程塑料研究所所长 李小俊博士
1
汇报内容
1、汽车技术发展趋势 2、汽车轻量化 3、工程塑料在汽车中的应用 4、我国汽车塑料应用存在的问题与对策
2
1、汽车技术发展趋势
1.1 当前汽车的主要发展趋势
信息 化
环保
清洁能源化 轻量化 可回收
安全
低成本
3
舒适
个性化
适合
大批量 生产车型
铝、镁合金车身
塑料车身
适合
小批量 生产车型
上汽（集团）总公司汽车工程研究院
3、工程塑料在汽车中的应用
11
轿车工程塑料平均用量增长情况
12
Materials used in European Automotive Production 2000
13
国外轿车工程塑料应用现状
• 轿车塑料用量占整车重量的10% • 应用部位遍及全车
碳纤增强塑料 超高强度(比钢高)材料 价格昂贵 11~22 美元/Kg ( 钢材价格为: 0.7~0.8美元/Kg)
玻纤增强塑料 普通增强材料
价格为: 1.7~4.4 美元/Kg
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用于车身的塑料材料工艺技术
1、 手 糊 玻 璃 钢 2、 喷 射 成 型
不饱和聚酯
3、 传 递 模 塑 成 型 （ RTM）
产品开发能力。
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4.1、目前国内汽车新材料研发中存在的问题
2）重视材料本身的研究，轻配套加工技术的研究
由于我国目前的科研体制，新材料研究主要集中在材料科研院所和 大学，加之科研经费的缺乏，在汽车新材料研究方面，在新材料配方 方面的投入较大，而在与新材料应用相匹配的加工成型技术以及应用 试验等方面的科研投入不足，许多新材料的科研成果难以产业化，限 制了新材料在汽车中的实际应用。因此经常出现新材料通过鉴定的很 多、而产业化并得到广泛应用的较少的现象。
手糊玻璃钢
1.4~1.6 ++
+
0
24h
20~40
RTM
1.3~1.5 +++
++
+++
35min
8000 25~35
SMC
1.8~2.0 +++
++
+++
5~6min 50000 15~20
R-RIM
1.1~1.2 ++
++
+++ 10~15min 18000 28~35