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汽车用塑料材质与传统钢板材质相比有什么优势?

 pgl147258 2015-01-10

【BrandonLu的回答(16票)】:

正好做过塑料零件,试着答一下

没错,塑料车身零件最主要的优点当然是轻了,最主要的驱动力也是重量的压力,但是除此之外,也有很多其他的好处。

首先是没有了腐蚀问题,不用担心将来会锈穿,所以现在很多电瓶托盘都用塑料的,万一漏液了也不怕。

其次是不用焊装,可以实现模块化的装配,对提高生产效率很有帮助。大众全系采用了集成了水箱、散热器、风扇的塑料水箱框架。

此外,塑料零件可以做出较复杂的加强结构,对提升刚度和模态很有帮助。别克林荫大道的备胎仓就是塑料的,模态远高于其他车型。

除此之外,还有很多其他的优点,比如可以采用不同颜色等等。

【郭如意的回答(19票)】:

上面答案基本正确,,我这里再给题主列几条关键的吧:

1、降成本。这是最关键的一点。比如汽车前保险杠都是用改性PP做的,改性PP的价格也就几千元一吨,且重量远轻于钢材。差一点的国产汽车配套厂商甚至会选择PP的回料(再生料)去做,包括汽车内部PA6、PC/ABS的内饰件,有些厂商出于成本考虑,也会采用回料,仪表盘就更不用说了,从PMMA、PC到PS,总之那个便宜用哪个,这些都不是关键的结构件,能省则省。大家买车通常都会考虑价格,其实说句良心话,有哪家车测评会测试它的内部所用材料结构和分析来源,一分钱一分货,再生料和新料差别可不是一句话能说清楚的。

2、轻量化趋势。现在出于环保的大环境,为符合各国的环保要求,各汽车主机厂商都在着手降低油耗和轻量化,塑料较轻且易加工自然占了很大的优势,另外碳纤维和铝材也有很大的机会。

3、加工性和可塑性好。上面有答案也提到了热塑性塑料,无论是吹塑、注塑还是压塑,说白了都是和注塑机有关。但这并不能保证未来的优势,题主有兴趣的话,可去搜索下用金属粉末的SLM技术。

再说说塑料的缺点吧

材料都有缺点,PA类吸水,尺寸稳定性差;PC加工性能差;ABS耐热耐候差;虽然通过技术改性,会实现一些功能,但相对于金属来说,我如果自己有条件的话,还是希望买一辆金属结构件更多的车。

PS:现在的造车技术确实在进步,但在某些方面因为成本原因却在退步,看看大众几代帕萨特的用料和内饰就知道了。。。

必须匿名,上次回答一个月薪3000元,无存款,推荐买车的答案,我说建议把钱用在其他的有意义提升自己的事情上,被人说成傻逼,来知乎秀优越感,好心办坏事,知乎素质越来越低了。

从此匿名。。。

利益相关:某材料厂商

【RockZhu的回答(1票)】:

我是来答题的…

这个问题最核心的答案就是:质强比,即材料的强度和材料质量的比值。在这方面,塑料可是扬眉吐气啊~

首先,要明确一个观点:绝大多数的钢材的绝对强度都是完爆塑胶材料的绝对强度;个别特殊材料比如航天飞船上用的降落伞绳等别拿来抬杠,那些特殊材料再高大上的车你也用不了…

第二,材料的应用范围,我们一般都是使用材料弹性形变区域,即材料受力可恢复范围内(材料的加工必须超越这个区域,要不然你弄好东西又变形回去那就是浪费了)。

有了上面两点,我们就可讨论下塑料为什么越来越多的得到应用,因为正常使用情况下都不会出现过大的受力,为了得到汽车性能的提升(主要是速度方面,请放过发动机吧,油还是蛮贵的),就只能从汽车重量上想办法,塑料也正式入汽车业的视野,举个例子:汽车部件常用的PP材料,这货的密度可以达到0.9…水密度是1…一般钢材密度是7以上~这样的对比就明显了吧;因此在使用时所承受力量不大的情况下,质量轻的塑料制件也就可以取代钢件…这样我们的汽车性能才会得到进一步的提升…

还要补充的是:塑料在加工条件要求上的确是比钢材低~但是要说成型方案上,钢材依然是占优的…制件颜色方面更是扯,钢材上色还是比塑料容易的…(本人研究过塑料制件喷涂线)…

其实,我们可以发现汽车制件多是覆盖装饰件用塑料件,重要的结构件还是钢材,毕竟绝对强度和受力要求横在那,塑料还是很难跨过的…

【张韬楠的回答(0票)】:

而且塑料的弹性性能能吸收好多冲撞功吧,有较大的缓冲作用。

【bleuet的回答(0票)】:

工程塑料油箱,发生意外会更安全

轻微碰撞会有塑性变形并恢复

【古武的回答(0票)】:

低成本,易成型,可回收。

【徐瑞的回答(0票)】:

既然特别补充了“热塑性”,就围绕下“热塑性”来说。

“热塑性”与“热固性”的区别在于热塑性塑料受热后会软化或熔化,冷却后变硬,可反复进行。而热固性不会,成型后温度高到一定后只会分解或燃烧。

热塑性塑料为线性高分子,热固性塑料主要成分为体型结构的聚合物。

综上所述:

热塑性塑料:

便于回收:加热软化或熔化,如同金属。举个例子,热固性塑料的回收一般需要先机械破碎以破坏结构;

柔性大,脆性低,但刚性、耐热性和尺寸稳定性不好(结构所决定);

热固性则刚性较高,耐热、不易变形,力学强度大,常常能代替金属作为结构材料,如保险杠等需要受力的结构。

下面摘一段书:

”在汽车工业领域大量使用塑料零配件代替各种昂贵的有色金属及合金材料,不仅提高了汽车造型的美观与设计灵活性,降低了零部件的加工、装配与维修费用,还有利于节能与环保。“

《高分子材料导论》——程晓敏、史初例编,第四页

补充一下 @bleuet的答案:我好像看过工程塑料油箱发生意外更安全的原因是由于高分子材料的绝缘所以碰撞摩擦不会产生电火花。

另外有一点疑问就是:轻微碰撞并恢复的应该是弹性形变吧?

求各位大神指正,谢谢!

【PaJason的回答(0票)】:

轻量化、后期维护成本低,在安全性相差不大的情况下塑料会跟好.如翼子板,之前老有人说什么老捷达安全,因为它厚道.但其实大部分车翼子板早已用塑料代替.撞击时钢板会吸收能量,而塑料的话会好很多.你肯定不想感受追尾时狠狠踹一脚的感觉

【娄君伟的回答(0票)】:

感谢@刘尧 邀请,莫大荣幸。

手机答题,未查资料,无排版,勿怪。

1,汽车外饰件采用塑料材料已经很多年了,只是题主看多了不觉得而已。比如轿车保险杠(改性PP,如PP+EPDM+TD),进气格栅(电镀一般是ABS),扰流板(看吹塑还是注塑选ABS或者其他材料),牌照板(PP或者ABS或者PC+ABS),雨刮盖板,外开拉手,侧踏板或者叫群边,现在翼子板也有塑料的。这么列举下来题主是否会觉得外饰用塑料制品比较常见了呢?

2,尾门使用塑料材质的未曾接触,但是大脑展开想一下也是可能可行的。从安全角度来说,追尾的情况可溃缩量较大,而且侧围及地板均为金属结构强度很好(高于引擎仓),所以可能是可行的,其他的影响因素如座椅,气囊等略去不谈,与此题关系不大。

3,整车轻量化是大趋势,尤其是在油价上涨(嗯,最近的油价是下跌,但是我觉得长期来看还是上涨,毕竟是不可再生资源)和材料技术逐渐发展的背景下。主要手段就是塑料,铝合金,碳纤维等轻型材料的使用以及结构优化,其中目前在控制成本前提情况下,最现实的手段就是塑料制品的大量应用,技术相对成熟,成本较低,强度问题?其实塑料的强度并不低,因为方寸之间能做很多加强结构。题外话,保险杠采用塑料材料,对第二方安全是更好些吧?

4,塑料优势很多,第一就是重量轻,其他的比如尺寸稳定性现在也很好,当然是选择合适的材料前提下。能实现很多金属无法完成的成型结构,尺寸也可以优于冲压焊接成型。

综上觉得,尾门也好,引擎盖也好,塑料化都不奇怪,我期待什么时候侧门也能用塑料,而且侧碰成绩合格,

暂时想到这么多,如有补充,再行编辑。再看看题目,似乎跑题了,莫怪。

【斯图加特的回答(0票)】:

汽车设计的布置中会有很多关键点

关键点用真才 其余用仿材质塑料 减轻整体重量

不过在如何合理衔接还是要想

【JesseWin的回答(0票)】:

塑料在正常使用中主要都是指热塑的。以塑料的材质来说,作为外饰部件,承受的外界影响依然很大(风,湿度,温度,阳光……)。

低成本,易塑形,修理成本低。当然塑料强度低于钢铁,比如被熊孩子搞个破坏,就得送去修复了。性能上来说PA吸水,PS脆,PE,PE强度一般。而且很多常规的塑形材料具有可燃性。但是这些问题大都可以克服。防水性可以靠喷涂油漆来提升。(用钢时候也必须要喷漆的,相比之下工艺成本不大)。易燃性可以靠添加卤素基阻燃剂(新方向是磷基阻燃或自阻燃共聚塑料)。现在的概念车也有用碳纤维外壳的,简直酷炫。低成本高性能的塑料件会更多的在汽车上应用。

除外饰以外,塑料已经在汽车多个位置使用了。极重要的原因都是成本。反光镜是有机玻璃,大灯外罩是用PC的,装饰用人造革是PVC,连接件也有不少用了PA,还有些内部部件用PE等。我所知道是大众的仪表盘一般用的PP。

但是使用塑料,在应用前的测试也是极为繁杂的。汽车企业实习过。机械强度是每批次几十个的,预处理也得花好多时间。老化测试在温箱里堆个近百天也是有的。单单就提一个塑料的名字如PEPS PA 是无法描述这种材料的。作为应用,需要加入塑化剂,抗静电剂, 抗UV添加剂,抗氧化剂,耐热稳定剂…… 当时看书看的头都晕了。每种添加剂含量不同的塑料都是用在不同车企上的,也依照性能有不同功用的。

就欧洲汽车制造业来说是禁止使用回料的,有奇怪的物质是说不清的。即使是正经的原料生产的部件,也一直得做挥发性物质测定。一戴姆勒的工程师曾对我抱怨的说到中国的车内醛类标准太苛刻的了。我觉得也是因为大家对甲醛导致白血病的担忧很重的缘故。

我觉得以塑料代钢的过程会一直进行下去,这是趋势。有些部件非得塑料、橡胶等来制造,但很多的钢构件有被塑料代替的可能。

原文地址:知乎

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