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新汽車輕量化材料方案速覽
導讀：隨著汽車輕量化的推進，汽車行業對塑料的市場需求持續增長，促使材料及工藝供應商不斷研發創新的解決方案，以滿足汽車對輕量化材料的需求。
【塑料機械網 熱點關注】 隨著汽車輕量化的推進，汽車行業對塑料的市場需求持續增長，促使材料及工藝供應商不斷研發創新的解決方案，以滿足汽車對輕量化材料的需求。
據Global Market Insights的新研究報告，到2024年，汽車塑料市場市值將從目前200多億美元的市值增長到逾500億美元。
主要驅動因素包括乘用車產能的大增以及消費者對節油、耐用和輕量化汽車的需求；中國、印度和日本的快速工業化和城市化將推動對商用車、SUV、現代汽車和HMV的需求，以及人均收入和生活水準的提高促進消費者對時尚和美觀汽車的需求。
汽車塑料廣泛用于各種汽車車身和部件，包括底盤、動力傳動系統、引擎蓋下的電子部件、外內飾件以及燃料系統。車用塑料耐用、耐刮、耐磨、可實現有效的設計成型及部件集成、實現減震和噪音控制。
哪些樹脂材料備受汽車行業青睞？
車用塑料部件的制造過程主要涉及的樹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)。
基于其輕質特性、耐用性能、節能、耐腐蝕性、絕緣性和減噪性，Global Market Insights的報告預計，PU類車用塑料需求將增長10%以上。PU發泡通常用于制造頭枕、儀表板表皮、扶手以及各種其他汽車內飾件。
此外，ABS樹脂的車用塑料市場規模在預測期內將顯著增長逾9.5%。它主要用于制造汽車儀表板、蓋板、保險杠和車身板件。由于消費者追求因輕量化、堅固、柔韌和耐腐蝕性能帶來的汽車時尚，進一步推動了該樹脂在汽車行業的應用。
報告顯示，PMMA的汽車塑料市場規模到2024年將超過13億美元。由于其性能，它們被廣泛用于制造各種內外面板、模塑部件、裝飾部件、車牌、以及車窗、顯示屏和顯示器應用。PMMA具備超卓的抗沖擊性、抗UV性、耐化學腐蝕性，色調度以及耐候性，從而確保產品部件的耐用性和使用壽命。
在報告預測期內， PVC的汽車塑料市場需求有望超過19億美元。這類塑料主要用于車身底漆、密封材料、門板座椅、儀表板、扶手、車窗密封型材、擋風條和側面碰撞保護結構。
汽車行業對輕量化材料的需求龐大
車用塑料市場如此龐大，其中一個重要原因是汽車市場對輕量化材料的需求殷切。根據Transparency Market Research發布的關于汽車輕量化材料的新報告，預計2018至2026年期間，汽車輕量化材料市值的復合年增長率將超過7.2%。
汽車行業對汽車輕量化的需求上升，推動了汽車輕量化材料市場的發展。當中，預計亞太市場在報告預測期內將以超過7.3%的復合年增長率擴張。汽車制造商也越來越多地選擇輕量化材料，以減少碳排放并提高車輛效率。
該報告表示，與重型車輛相比，輕型車輛的燃油效率提高了5%至7%。因此，很多的乘用車制造商，如寶馬、特斯拉、梅賽德斯奔馳和福特等，都在車輛中使用輕質材料。
為了迎合車用塑料不斷增長的市場需求，塑料材料方案解決商致力于研發助力汽車輕量化的材料，為汽車行業提供高性能、輕量化、低排放、環保的車用材料和相關材料技術及解決方案，助力推動汽車行業的發展。
輕質ABS塑料合金可助減重30%
塑料、乳膠粘結劑和合成橡膠的材料解決方案供應商盛禧奧在今年四月宣布，推出創新的輕質塑料，可替代半結構件中的金屬。相較鎂或鋁金屬材料，可實現減重30%。
過去，汽車制造商尋求穩定可靠的結構件材料時，他們便選擇傳統的鋼、鎂或鋁等金屬材料。 盛禧奧的新型ABS LGF尺寸穩定、剛度極高，是制造半結構件的理想輕質替代品。作為一種結構聚合物，ABS LGF復合材料不僅比鎂更輕，還具有低揮發性和低氣味特性，并且能夠縮短生產周期。
盛禧奧(Trinseo)的新型ABS LGF在新寶馬3系列中作為儀表板中鎂的代替品之后，性能已經通過了驗證。 通過與一級供應商Dräxlmaier的合作，盛禧奧能夠優化材料在剛度、翹曲、撞擊和頭部沖擊方面的性能，打造出偏差度極小和穩定性極高的成品部件。
盛禧奧的技術負責人Norwin van Riel指出，這種熱塑性復合材料結合了寬溫度范圍內的高剛度和高尺寸穩定性，與鋁和鎂相比，它有助于實現輕量化設計，而汽車制造商越來越希望汽車減重同時又保持穩定性。
盛禧奧的新型ABS LGF , 可替代半結構件中的金屬，實現減重30%。
輕量化設計和電動汽車的新應用
Tepex連續纖維增強熱塑性復合材料作為少數幾種復合材料之一，能夠在輕量化部件的批量生產中占據穩固的地位，而Tepex的制造商是特種化學品公司朗盛的子公司Bond-Laminates GmbH。
負責Bond-Laminates消費電子產品和運動應用領域銷售的Dirk Bonefeld博士表示，Tepex的成功是建立在多樣化的產品系列之上，該產品系列具有獨特的差異化應用。同時，允許對具有高質量表面的復雜、高度集成的輕量化部件進行經濟的加工的技術在不斷地增長。
鑒于對Tepex的需求很大，而這些需求主要來自汽車和IT行業，朗盛已對其德國Brilon的結構材料生產設施進行大規模擴建，以新增生產線。
Tepex在輕型汽車設計中的新應用包括用于德國中型車的車門模組支架，用于美國市場的SUV的前端支架，以及用于德國豪華車的后排座椅。此外，Tepex Automotive的負責人Henrik Plaggenborg認為，電器和電子模塊的載體及鋰離子電池模組部件正在電動汽車領域興起。
Tepex連續纖維增強熱塑性復合材料已經應用在輕量化部件的批量生產中。
創新材料與解決方案成就汽車電動化
輕量化和電動汽車的迅速崛起正在徹底改變汽車行業。在CHINAPLAS 2019，一系列滿足這種新趨勢的創新材料和解決方案悉數登場。
巴斯夫展示其助力廣汽研究院共同打造的三款電動概念車。車型采用巴斯夫的多種創新材料與解決方案，以及未來感的設計，專為中國車主多樣化的個人生活方式需求定制。
該系列電動概念車由廣汽研究院設計，并得到巴斯夫Creation Center® 創新中心在部件制作方面的支持。
它們負責回答一個材料圈熱議的問題：將巴斯夫材料運用在車身整體設計中，可減少或消除揮發性有機化合物(VOC)的釋放，并避免有機溶劑的使用，讓新車不再散發惱人"異味"。二十多種創新材料應用在電動概念車上。
巴斯夫二十多種創新材料運用在車身整體設計中，可減少或消除揮發性有機化合物(VOC)的釋放，并避免有機溶劑的使用，讓新車不再散發惱人“異味”。
行李艙隔板：使用了以巴斯夫Acrodur®水性丙烯酸樹脂分散體粘合的天然纖維復合材料熱壓成型板材。Acrodur®賦予該內飾部件高機械強度、輕質以及低揮發性,有助于提高燃油經濟性。
座椅面料：Haptex® PU解決方案：非溶劑型合成革用于座椅面料，在高低溫環境下都具有手感，同時具有低揮發，低氣味及優異的耐水解、耐磨損性能，保證長期使用。
3D打印座椅表面：采用巴斯夫Adsint® TPU 90 flex 3D打印TPU彈性體粉末材料，通過選擇性鐳射燒結成型(SLS)技術實現個性化的設計，打造毛皮質感的座椅表面。該材料不僅擁有舒適的手感，還具備優異的吸收沖擊性能。
高光內飾：高光澤鋼琴黑內飾部件采用巴斯夫特種聚醯胺Ultramid® Deep Gloss制成。該材料榮獲2018年德國創新獎，打造出無需額外精心噴涂保護涂層的鋼琴漆般黑色高光澤且耐刮擦表面。
座椅材料：座椅靠背和座墊緩沖材料采用巴斯夫Infinergy® TPU顆粒泡沫，在有限的設計空間內將舒適度與耐用性結合。Elastoflex® W座椅泡沫可實現15%輕薄化設計，使駕乘人員獲得全面舒適感受，并能增大駕乘空間。
要點總結：
· PU類車用塑料需求將增長10%以上；
· ABS樹脂的車用塑料市場規模在預測期內將顯著增長逾9.5%；
· 預計2018至2026年期間，汽車輕量化材料市值的復合年增長率將超過7.2%。
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