近年来,随着国际社会对节能和环保呼声的日益高涨,新能源及电子技术在汽车行业内引起了极大的关注。与此同时,以塑料为代表的新型车身替代材料的快速兴起,也为如何步入“绿色汽车时代”开拓了新的思路。
GE塑料集团汽车业务车身覆盖件与车窗全球市场总监Derek Buckmaster认为,衡量汽车对环境的影响,不能只孤立在“汽车使用期间”这一单个环节,必须要综合考虑材料制造的过程、汽车制造的过程、汽车使用期间和汽车报废处理的4个环节。随即,Buckmaster如数家珍地向记者介绍了新型塑料给汽车设计带来的革新,以及GE塑料集团于2005年5月宣布的旨在解决环境问题的“绿色创想”计划。
塑料的绿色功能 Buckmaster表示:用塑料替代传统的汽车车身金属覆盖件和玻璃,可减轻重量、降低汽车燃油消耗,其中,采用塑料替代玻璃,最多可减轻50%重量;同时,塑料具有良好的成型性,能够实现传统金属和玻璃材质很难完成的造型,为汽车设计提供了更大的想象空间;其次,塑料具有很好的韧性,不仅不会像玻璃那样“四分五裂”,而且在轻微冲击下还能自动回弹、不留痕迹,避免了金属车身“招招见坑”的缺陷。此外,现代新型塑料车身,具有良好的化学稳定性,毫无锈蚀之忧。另外,热塑性塑料还具有良好的可循环使用特性,可以解决汽车报废处理环节对环境的压力。
Buckmaster补充说,替代金属车身的塑料,同样具有良好的喷涂性。例如,Hummer H3前后侧围板采用的GE Noryl GTX热塑性材料,具有出色的冷热稳定性,可以与金属车身同步进行在线高温喷涂,大大简化了塑料车身的制造工艺。同时,对于不需要在线喷涂的车身部件,GE Xenoy塑料可进一步满足整车制造商对降低塑料车身成本的要求。另外,2005款欧宝Zafira紧凑型轿车全景式车顶的纵隔面,由于采用了GE Lexan SLX薄膜,不仅呈现出可与玻璃表面相辉映的光泽度,而且还可以免去传统工艺所需要的打底漆及喷漆等工序,有助于汽车制造过程中的VOC的排放,进而将汽车的“绿色革命”延伸到了生产环节。
Hummer H3前后侧围板,采用了可与金属车身同步进行在线高温喷涂的GE Noryl GTX热塑性材料
| | 2005款欧宝Zafira紧凑型轿车全景式车顶的纵隔面,采用了免喷涂的GE Lexan SLX薄膜。
记者关于塑料应用于车身和玻璃的强度和成本的疑虑。Buckmaster解释说,担心塑料没有钢板或铝合金金属车身强度硬,这是一个误区。首先,承受车身的重量集中在汽车骨架上,而不是车身覆盖件;其次,塑料的种类非常多,用于车身的特种塑料完全可满足车身的功能及性能需要。目前,车身采用塑料的部件主要是翼子板及保险杆等。截至目前,世界上已有1000万辆汽车采用了塑料翼子板,例如,BMW 6系列、雷诺Clio及大众新甲克虫等车型。其中,已经国产的标致307的翼子板就采用了塑料制件。
塑料的绿色成本
Buckmaster认为,塑料的成本优势要从多重角度去分析。其一,车型的年产量直接关系到部件的成本。由于塑料模具的价格优于金属冲压件,因此,当车型年产量在10万辆以下时,用塑料取代金属,就会显示出成本优势。其二,由于塑料成型性好,造型越复杂,采用塑料就越具有成本优势。换言之,对于某些出于时尚或美观需要的特殊部件,不采用塑料,已经没有办法通过金属和玻璃来实现造型。
以新近获得中欧塑料工程师协会(SPE)汽车创新奖的06欧款本田Civic掀背车的车尾附加车窗为例,该车窗融入了具有视觉冲击力的新风格元素,其曲面玻璃安装在后车窗下方,并与扰流器和刹车指示灯合为一体,对设计和制造提出了诸多严峻的挑战。最终,本田供应商Freeglass选择了GE塑料集团的Lexan GLX树脂。据悉,GLX树脂具有很高的抗冲击强度和刚度,而且十分轻巧,适用于替代汽车玻璃。同时,该树脂还涂敷了一层基于有机硅的硬膜,具备了抗刮擦、抗紫外线及化学降解等能力,完全满足汽车行业对玻璃的技术要求。
| | 2006欧款本田Civic掀背车车尾的附加车窗,采用了GE Lexan GLX树脂。
GE的“绿色创想”
“绿色创想”是GE集团旨在帮助客户解决其最为严酷的环境问题而提出的庞大计划,正式宣布1年多来,取得了不断的发展。除了上文提及的免喷涂Lexan SLX薄膜外,GE塑料还于2006年中于日本推出了2大“绿色创想”新产品系列:Valox iQ和Xenoy iQ树脂。简单地说,这两款树脂材料85%原料来自诸如塑料瓶等消费后塑料废弃物(PBT)。虽然出自废弃物,但是Valox iQ和Xenoy iQ树脂仍具有出色的性能,可用于诸如连接器、灯座、能量吸收装置及车身壁板等要求严格的场合。由于这两款树脂在制造过程中减少了对石化产品的消耗,因此其产生的二氧化碳也就更少。据悉,每公斤树脂的二氧化碳的排放量由此至少可减少1.7公斤,每1000公斤树脂节省的原油可达8.5桶。同时,如果所有PBT材料在2005年均已被Valox iQ和Xenoy iQ树脂取代,这相当于首尾连接绕地球120圈的废弃塑料瓶将由此变废为宝。
中国的绿色期待
谈到本土化业务时,Buckmaster表示,中国汽车市场不仅规模很大、发展也很快,而且很多本土企业也渴望得到最新的技术,为此,GE塑料于2005年在上海成立了全新的GE汽车塑料中国区团队。2006年,GE塑料集团投资千万元人民币添置了一台赫斯基(HUSKY) Quadloc注塑机,安置在上海全球应用技术中心,以支持中国汽车行业的客户应用开发方面的需求。
据悉,这台注塑能力达2700吨的生产级注塑机可生产最大面积达1.5平方米的大型扁平部件。它将被用来使用GE特种树脂制造轻便且造型时尚的汽车外覆盖件以及车窗玻璃。其主要的加工树脂材料包括用来设计制造前翼子板和其它大型车身覆盖件的GE Noryl GTX改性PPO树脂,以及用于车窗玻璃应用,例如三角窗和后风挡部件的GE Lexan GLX聚碳酸酯树脂。
最后,Buckmaster在概括塑料给汽车设计带来绿色革命时说,在国际上,塑料凭借自身诸如轻量、成型好及韧性强等性能优势,正在逐步动摇金属车身独霸市场的格局。就中国市场而言,一方面,在竞争国际化的中国汽车市场的上,众多车型的年产量低于10万辆,这更能发挥出塑料替代金属的成本优势。另一方面,目前,中国汽车行业正在积极倡导自主创新,采用塑料替代金属,这种源自材料应用层面上的技术革新,无疑能加速中国汽车工业实现跨越式发展。换言之,中国不仅拥有庞大的汽车塑料潜在市场,而且,中国也有可能在汽车车身塑料化的革新进程中,迈入世界汽车的第一阵营。
GE塑料集团汽车业务车身覆盖件与汽车车窗全球市场总监Derek Buckmaster