以塑代钢获认同 碳纤维方兴未艾 设计减重无雷区
轻量化掀起汽车“全身运动”
众所周知，轻量化是实现节能减排的有效措施之一。专家表示，汽车重量每减轻10%，可以提高燃油效率6～8%。如果基于10年行驶19万公里计算，车辆重量减轻10公斤，其二氧化碳排放则能减少190公斤。
减轻车辆重量，“短、平、快”的方法是用塑料替代金属，刚刚在上海闭幕的2014橡塑展上，众多企业扎堆展示了相关的解决方案。对于“以塑代钢”是否会导致成本上涨的疑问，博禄以两则实例印证了减重和降本两者可兼得。至于有“轻量王”之称的碳纤维何时能广泛应用，这也是陶氏化学于车展期间在京举办的媒体见面会上最受关注的话题之一。除此之外，那些确保汽车安全、可靠行驶的安全部件，也在悄悄地进行瘦身运动。例如，本届北京车展，马瑞利展示的某悬架部件便采用碳纤维替代了传统的沉重锻件，布雷博则通过创新的设计理念让看似不能“吸脂”的制动盘减轻了10%-15%。
博禄：减重与降本两者可兼得
本届橡塑展，博禄推出了两种高性能车用材料型号：Daplen EH104AEC和Fibremod GD301FEC。EH104AEC是一种矿物填充的弹性体改性聚丙烯化合物，可用于制作有金属效果的保险杆护板。即便与已经很轻的PP T20（塑胶产品）相比，该材料还能再减轻10%的重量。Fibremod产品系列包括一系列短玻纤（SGF）和长玻纤（LGF）改性化合物。其中，GD301FEC型号材料主要用于制作汽车全塑料前端模块。与金属材质相比，采用GD301FEC的前端模块减重高达40%；如果与尼龙材料PA6-GF相比，GD301FEC也具有18%的减重功效。
在博禄汽车产品经理的介绍中，除了高比例的减重数据之外，这两种新材料均能达到降低系统成本30%的数据也给记者留下了深刻印象。该产品经理解释说，对于橡塑产品，简单对比原材料成本的意义不大，因为汽车厂商考核的是最终制成品（用于装车的部件）的采购价格，即系统成本。简言之，系统成本包括原材料的采购价格，还有模具、油漆、焊接（连接）、二次加工，以及生产过程中的能耗等等一系列的开销。例如，采用EH104AEC制作保险杆护板，能直接注塑成金属色泽，可省去喷涂工序及油漆的成本；由于该材料流动性好，对于这样大尺寸的护板也只需要1个注塑浇口即可，不仅简化了模具，而且对注塑机的压力需求也没有那么高，整个注塑过程中的能耗可因此大大降低。再如，改用GD301FEC制作全塑料前端模块可实现一次成型，进而免除了后续焊接（连接）工艺，并且安装零件的支架及接口可在注塑过程中直接集成在前端模块上，通过对关联工序/工艺的大大简化，实现了系统成本的大幅降低。
该产品经理坦言，随着汽车厂商减重意识及系统成本观念的不断增强，市场对好材料需求的增长很快。不过，由于采用“以塑代钢”需要相关汽车及零部件厂商淘汰现有设备、增添新设备，因此，市场仍存在一些非技术阻力，需要有一个逐步消化的过程。
陶氏化学：碳纤维即将飞入百姓家
4月19日，陶氏化学公司汽车系统业务部门在京举办媒体见面会，详细介绍了其有助于实现汽车轻量化的四大产品系列。据陶氏汽车系统业务部亚太区商务总监朱成怡女士介绍，汽车应用轻量化技术后，传统的焊接、铆接等连接方式将无法满足钢板与铝合金、钢板与塑料等不同材质基板之间可靠连接的需要，此时，陶氏BETAMATE和BETAFORCE结构粘结系统（材料）便能大显身手。
其次，大客车的骨架采用钢管焊接而成，如果在其空腔中注入陶氏BETAFOAM结构泡沫，则可以改善车辆的碰撞安全性能和结构强度。而且，加注BETAFOAM结构泡沫无需模具，小包装产品甚至也无需任何大型专业设备，推广使用成本很低。此外，得益于结构泡沫增强作用，大客车的骨架钢管的直径或许可以从原先的3mm缩小至2mm，进而可有效减轻汽车的重量。
相比常规的塑料等复合材料，重量更轻、强度更高的碳纤维被誉为汽车轻量化的“终极武器”。一直以来，由于碳纤维固化时间长导致的加工效率低，以及由此推高的成本，阻碍了其在追求高生产效率的量产汽车中的应用。不过，陶氏此次介绍的种新型超快速固化复合材料环氧系统VORAFORCE的最大优点就是快速固化，能将碳纤维部件的生产总周期缩短至5分钟，已经达标量产汽车配套需要。同时，陶氏的合资企业DowAksa还主要生产AKSACA碳纤维及其附属产品，用于制造各种汽车碳纤维部件。
专家表示，一方面，在过去2到3年里，材料成本已经有了一个大的下降，为汽车业大规模工业化应用提供了可能；另一方面，汽车厂家为了实现轻量化或营造高科技的时尚卖点，都驱动了碳纤维在汽车配套市场上不断下探。可以说，原先主要用于超级跑车的碳纤维正在上演“昔日王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”的一幕。朱成怡透露，陶氏汽车在亚太区逐步建立起碳纤维的支持团队，并与很多对这一类材料有意向的合作伙伴建立合作关系，希望共同推进碳纤维在国产汽车上的早日应用。
布雷博：汽车厂家愿意为减重埋单
本届北京车展，意大利布雷博公司（Brembo）着重介绍了其基于轻量化设计的制动盘。新型制动盘由戴姆勒公司与布雷博合作开发，为新款奔驰C级车量身打造，将在欧洲、美国和中国同步推出。目前，布雷博南京工厂已在样品的制造阶段。
通常，制动盘为一体式铸铁件，布雷博的轻型制动盘则由两个部分构成：与刹车片接触的制动盘盘体部分仍采用铸铁材料来制作，而制动盘的基座部分则采用更薄更轻的钢材。据悉，新型制动盘的最大优点在于厚度仅2.5mm的钢质基座，这与传统的厚度为7.5mm-9mm的铸铁基座形成了鲜明的对比。依据基座的几何形状及尺寸大小的不同，新型制动盘的重量能够减轻10%-15%（基座越大，制动盘减重越明显）。
制动盘不仅要承受巨大的制动扭矩，而且制动过程中还会经受数百度高温的考验，要实现基座与制动盘盘体之间的坚固连接绝非易事。为此，布雷博采用了著名瑞士手表机构中的精密链轮齿技术破解了这一工程难题，研发的新型制动盘通过了非常严格的扭矩台架机械阻力测试。
谈到新型制动盘的市场推广情况，布雷博中国区商务总监Fabio Casablanca说，“由于这项技术比较复杂，它是由两个部分合成的，相对来说成本可能偏高一点，但是我们的目标是尽量使这样一个新产品可以和传统制动盘的成本靠近。这个产品的最大优势是可以减轻制动盘的重量。通常，采用该技术的制动盘可以减轻重量1公斤-2公斤，整车重量可以减轻4公斤到8公斤。事实上，汽车厂商愿意为整车质量的降低买单，整车质量每降低1公斤，厂家愿意支付40元的费用。因此，我们对有助于节能减排的轻型制动盘的市场推广充满信心。”
