11月10日，巴斯夫公司(BASF)在上海召開以輕量化設(shè)計(jì)為主題的媒體見面會。會上，巴斯夫工程塑料亞太區(qū)高級副總裁鮑磊偉(Andy Postlethwaite)表示，采用工程塑料替代鋼質(zhì)材料的輕量化技術(shù)正得到越來越普遍的應(yīng)用。在該領(lǐng)域，起步不算早的中國汽車還有巨大的潛力可挖。
減重需求為工程塑料應(yīng)用加碼
據(jù)鮑磊偉介紹，如果汽車重量降低10%，油耗可以減少5%-7%，并且二氧化碳的排放也會得以降低。對部分汽車部件或車身覆蓋件而言，采用工程塑料替代鋼質(zhì)材料，不僅可減輕重量高達(dá)50%，而且還有助于改善設(shè)計(jì)自由度。例如，某款歐寶車型的座椅，其骨架采用巴斯夫工程塑料后，雖然重量減輕了約20%，但是乘坐舒適性卻不減反增。同時，得益于更緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，座椅椅背厚度得以變薄，進(jìn)而增加了車內(nèi)乘坐空間;另外，基于一體化設(shè)計(jì)，大大減少原座椅骨架部件數(shù)量和材料用量，使得座椅總成更具成本競爭力。
在介紹輕量化應(yīng)用案例時，鮑磊偉特別提到了今年法蘭克福汽車展上亮相的smart forvision。在這款由戴姆勒與巴斯夫聯(lián)合開發(fā)的全新概念車上，實(shí)現(xiàn)減重30%的工程塑料輪轂，無疑是其眾多創(chuàng)新技術(shù)中的一大亮點(diǎn)。鮑磊偉說，采用巴斯夫Ultramid StructureLF材料的全塑輪轂，雖然只是概念性產(chǎn)品，但是其已經(jīng)經(jīng)過一系列試驗(yàn)驗(yàn)證，或?qū)⑦M(jìn)一步壯大工程塑料在汽車上的“地盤”。
鮑磊偉表示，工程塑料在汽車上的應(yīng)用已經(jīng)越來越普遍。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，歐洲汽車中聚酰胺(屬于工程塑料類別)的平均用量約為20公斤/車。例如，大眾高爾夫的用量為25公斤、寶馬1系更是高達(dá)28公斤。相比而言，中國汽車的聚酰胺平均用量僅為6公斤/車，尚不及歐洲的1/3。換言之，中國汽車以工程塑料代替鋼質(zhì)材料的潛力巨大。
先進(jìn)技術(shù)為工程塑料推廣護(hù)航
談及如何用好輕量化技術(shù)時，鮑磊偉認(rèn)為，新能源車更需要通過減輕傳統(tǒng)部件重量，以彌補(bǔ)因配置電池及電機(jī)給車輛自重帶來的沉重負(fù)擔(dān)。同時，即便對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車，輕量化也不是簡單的材料替換，需要采用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/工程(CAD/CAE)技術(shù)，才能全面發(fā)揮出新材料在提升性能、縮短開發(fā)周期及降低成本等方面的綜合優(yōu)勢。
據(jù)悉，與鋼質(zhì)材料的各向均質(zhì)的物理特性不同，工程塑料在強(qiáng)度、溫度及應(yīng)變速率等性能指標(biāo)方面的特性復(fù)雜。為了增加強(qiáng)度，工程塑料需摻入玻璃纖維，纖維排列方向及密度的不同，又會對強(qiáng)度等性能產(chǎn)生直接影響。簡單地說，含玻璃纖維的塑料零部件在注塑過程中，由于聚合物的黏性和剪切力作用，流體中的纖維會根據(jù)所處位置不斷轉(zhuǎn)動。同時，受零部件設(shè)計(jì)及澆口位置(聚合物熔體入口)影響，玻璃纖維的方向也會發(fā)生不同的轉(zhuǎn)動�？梢�，相比鋼質(zhì)材料，工程塑料零部件在設(shè)計(jì)過程中需要考慮涉及選材及加工等眾多因素。
為此，巴斯夫早在多年前就著手研發(fā)用于模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)的CAE軟件——ULTRASIM，將巴斯夫不同材料的性能特性、加工工藝訣竅等知識融入該CAE軟件的知識庫中。巴斯夫工程技術(shù)人員通過ULTRASIM專用軟件為客戶提供全套解決方案。例如，根據(jù)客戶需求，推薦正確材料;在零部件設(shè)計(jì)過程中，給予基于真實(shí)模擬的設(shè)計(jì)指導(dǎo)及優(yōu)化支持……
鮑磊偉表示，近年來，中國汽車不僅產(chǎn)銷規(guī)模攀升很快，技術(shù)進(jìn)步也很大。事實(shí)上，早在2007年，巴斯夫工程塑料部門就在上海建立了面向汽車行業(yè)的技術(shù)中心。現(xiàn)在，該技術(shù)中心還配有CAE團(tuán)隊(duì)，以全力支持中國汽車的技術(shù)升級。