如果一輛乘用車采用10kg的復合材料,每年新車產量2300萬輛,預計車用復合材料產業(yè)將形成千億元的市場規(guī)模?!苯?,北京中材汽車復合材料有限公司總經理凌靜在接受記者采訪時表示,盡管復合材料廣泛應用在汽車上不會馬上顯現(xiàn),但當能源枯竭、排放達到極限后,復合材料市場必將爆發(fā)??紤]到燃油限值和二氧化碳排放要求,我國車用復合材料的應用前景非常大。
■車用復合材料應用少
三種及以上材料組合在一起稱為復合材料,如熱塑性復合材料、PP增強材料和碳纖維等。凌靜告訴記者,復合材料的應用領域很廣泛,但目前我國汽車領域應用的不多,主要集中在商用車上,僅占復合材料產量的1/10,復合材料在重卡上的應用大概是40kg~50kg。凌靜說,歐州國家復合材料在汽車領域的應用已達到了1/3,目前復合材料在德系車上應用最多,至少2kg~3kg; 歐系車在很多外飾件和結構件上采用復合材料,如前端水箱支架、導流罩、導流板、翼子板、側裙板、面罩、保險杠等;此外,乘用車的天窗遮陽板和后備廂的隔板一般也會采用復合材料。
為什么乘用車采用復合材料少?長春一汽富晟集團有限公司產品經理王君磊認為,一是國內整車廠接受程度低,二是成本相對高,三是如果歐美日整車沒有普及應用的話,國內整車企業(yè)很少會去嘗試。對于整車企業(yè)接受程度低,王君磊說,國內主流整車企業(yè)都在積極研究復合材料在汽車上的應用,但進程相對滯后,上汽、奇瑞和江浙地區(qū)的整車企業(yè)走得更快些,奇瑞曾展出的樣車上內飾采用了碳纖維。對此,凌靜表示深有體會,她說:“20年前,我與整車企業(yè)談復合材料,他們不懂也不感興趣,而近幾年,整車企業(yè)主動與我們溝通設計一些部件?!薄跋鄬τ阡摵退芰隙?,復合材料成本較高。由于乘用車市場競爭壓力大,復合材料要大規(guī)模應用在汽車上,成本是根本問題?!蓖蹙谡J為,復合材料最早應用在航天航空領域,對成本不敏感,比如波音一半以上采用的是復合材料。但凌靜認為:“如果國內汽車市場對復合材料需求量變大,技術自然會提升,此時成本也會降下來。另外,從性價比及生產過程考慮,復合材料在價格上并沒有明顯的劣勢?!?/span>
此外,在車用復合材料的應用上,日本三大車企表現(xiàn)得不太積極。凌靜認為,一個國家提倡使用什么材料,主要看該國的資源儲備,日本在輕量化方面高強度鋼用得多是因為日本鋼鐵工業(yè)比較發(fā)達。
■輕量化推動車用復合材料發(fā)展
為汽車減掉無效重量,一直是汽車業(yè)內研究的重要課題。目前來看,汽車車身減重主要是應用高強度鋼、鋁合金及復合材料等。凌靜認為,各種輕量化材料不存在“誰替代誰”,它們各有各的功用。就復合材料而言,使用它不僅能設計出更時尚、更符合空氣動力學的外形,而且可大大減輕整車重量,另外還能降低生產成本。
王君磊告訴記者:“如果不是為了汽車輕量化,復合材料成本相對較高,乘用車為什么要使用?!蹦壳?,一汽正嘗試在新能源汽車的電池箱上采用復合材料,不僅輕還防腐,但目前還沒有量產。此外,復合材料還應用在前后機蓋(引擎蓋和后備廂蓋),可實現(xiàn)減重50%,但也還沒推向市場?!爸饕€是考慮成本、外飾件的后期修補以及回收等問題?!蓖蹙谡f。
其實,復合材料在輕量化方面主要是進行功能替代。比如轎車的前端支架,采用復合材料替代,除減輕重量之外,其工藝也相對簡單,北汽B40的車頂就采用的是復合材料。總的來說,乘用車座椅骨架、天窗護板、水箱的前端支架、剎車踏板及儀表臺等都完全可以采用復合材料。
■車用復合材料全面應用需由“貴族”到“平民”
一直以來,汽車行業(yè)都在通過增加復合材料的應用比例來減重,但復合材料的應用仍局限在較低產量汽車或小的汽車零部件上。但寶馬i3系列的橫空出世,讓業(yè)界對復合材料刮目相看。寶馬i3電動車不僅在車身鑲板中使用了碳纖維,還打造了碳纖維材質的車架。雖然這是第一次將碳纖維用于批量生產,但碳纖維成本高、車輛成型時間長且原材料依賴國外。
據統(tǒng)計,汽車產量在15萬輛以上,使用復合材料具有成本優(yōu)勢。凌靜認為,復合材料在汽車輕量化上的應用會逐年上升,目前我國車用復合材料有技術但不精?!安牧虾凸に嚰夹g都要隨著汽車技術的發(fā)展而發(fā)展,一旦汽車行業(yè)對車用復合材料需求上升,我們就必須跟上。當塑脂、玻鋼、碳纖維等材料工藝和裝備都成熟起來,車用復合材料就會呈現(xiàn)出較好的性價比?!绷桁o說道。“復合材料在汽車上大范圍應用是汽車輕量化未來的發(fā)展方向。”長春一汽富晟集團有限公司商務總監(jiān)王志仁說,目前日美歐已經走在前列,尤其是在原材料上。王君磊則表示,什么時候碳纖維能從波音飛機、高端汽車,普及到B級車上,那么復合材料千億元的市場規(guī)模就指日可待了。
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