汽车市场进入减重降本时代，为塑料行业提供大量机会
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2019年4月18日
密歇根大学材料科学与工程及机械工程的教授Alan Taub在发言中说道：“我坚信碳纤维复合材料是最终赢家”。
随着汽车制造商和供应商越来越感受到减轻重量和降低成本的压力，为新材料和新工艺在汽车行业的应用提供了大量机会。
但Antec的三位发言人表示，要实现这些目标，需要采取多种方法，比如借鉴以往的战略，寻求多种材料的应用，以及OEM、材料供应商和零部件制造商之间持续的合作。
“如果你不观察身在何处，就不知道要去往何方。在很长一段时间里，业内没有人关心重量问题。”密歇根大学材料科学与工程以及机械工程教授Alan Taub告诉与会者。
Taub也是LIFT（面向未来轻量化创新中心）的高级技术顾问，LIFT是一家公私联营机构，专注于开发先进的轻量级材料和制造方法。在3月18日的主题发言中，他对汽车行业使用钢铁、木材、铝、塑料等材料的历史进行了概述。
“几十年来，人们的关注重点一直是汽车的速度和外观。”Taub说道，“没有人谈论可持续性，也没有人谈论对环境的影响。”
但如今，关注重点发生了变化。
“我们已经进入了一个真正的减重时代。”他说道。
燃油经济性的提高主要来自发动机和传动性能的改善，以及部分和全面电气化的引入，但据Taub称，约15%来自于减重。
“根据经验来看，如果汽车重量减轻10%，则燃油经济性可以提高6%。”他说道，并补充表示实现减重的第一步是改进设计。
这不仅包括改进机械设计配置，还包括使用在轻量化特性方面经过多年改进的材料来替代传统材料。
采用复合材料
Taub认为，人们的传统观念中，汽车应采用单一材料制造而成。如今，人们用合适的方式生产合适的材料,并将材料应用于汽车的合适部位。
他表示，“我们的设计师知道如何做到这一点，我们的工厂经理也不再害怕这样做。”
例如，Taub使用低碳钢作为基准并表示，曾经高强度钢的减重上限为15%，但如今可以达到25%。玻璃纤维增强复合材料的减重在30%的范围内。
Taub对塑料行业的人士也有一些直言不讳的说法，因为福特的铝车身F-150皮卡在2018年创下了销售纪录。“我不想这么说，但到目前为止，在竞争中它仍然更胜一筹。”他在谈到铝时说道。
Taub认为，碳纤维增强复合材料可以为汽车行业提供重量极轻的汽车，但成本和制造工艺的高能量密集性等严峻障碍仍待打破。
“我们在哪个阶段？”他问道。“当前市场上的材料商希望保持其市场份额。”
未来展望
Ryntz & Associates LLC总裁Rose Ryntz表示，减重和轻量化观念已经在汽车行业存在了很长时间。
她说道，“这是过去10年里的目标。现在这是一种期望，而且大多数原始设备制造商不用为减重付出代价。”
Ryntz认为，如果一辆车的平均整备重量约为3700磅，这辆车的重量必须再减少560磅左右，才能达到2025年54.5英里/加仑的标准。
“不可能完全采用塑料。”她说道。
要进一步减轻重量，需要利用多种材料，包括将铝和高强度钢的金属合金与塑料一起结合使用。
Ryntz去年辞去了国际汽车零部件集团（International Automotive Components Group）高级开发和材料工程副总裁一职，该集团是一家全球仪表板、中控台和车门装饰件供应商，她谈到了聚丙烯和热塑性聚烯烃（TPO）在室内外应用方面的进展。
“就汽车后视镜而言，集团已经采用了聚碳酸酯型基板。我们已经使用了TPO材料——目前仍应用于侧视镜中。”她说，“我们要去往何处？未来集团将不再生产此类侧视镜。我们将使用更精细的材料，包括多层结构、各种胶粘剂、从PVC到TPO再到天然皮革的各类材料。”
在全球汽车供应商麦格纳国际公司旗下的麦格纳外饰业务部，原始设备制造商、材料供应商和零部件制造商之间的合作，为多项轻量化开发提供了支持，比如降低面板和外饰件的壁材密度。
但全球外饰产品线总监Mark Pilette表示，合作进程还需继续。
“我们需要进一步推动材料的发展。”他在一次关于推动外饰件创新和材料合作的会议上说道。
减阻和扩大电动汽车使用范围一直是麦格纳的一个关注重点，尤其是在消费者对汽车的喜好偏向SUV和CUV之际。他表示，事实上，目前生产的汽车中有一半以上装有舱门或后举升门。
“CUV和SUV的这种趋势为减轻汽车的重量提供了越来越多的机会。”Pilette说道。“举升门曾经采用大量的金属制作，如今，人们专注于使用替代材料解决方案来减轻其重量。”
目前，已售出的部分汽车已经装配了麦格纳的热塑性举升门，包括2019年的Jeep Cherokee。据Pilette称，该公司希望用TPO或其他轻质材料替换更多的车身面板，包括车门和发动机罩。
“汽车外观会有所不同，但其仍需具有美观的外形和饰面，而先进的塑料将帮助我们实现这一目标。”他说道。
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2019年4月18日
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