汽車的覆蓋件可以全部使用塑料材質來替代金屬麼? | 知乎問答精選

 

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汽車的覆蓋件可以全部使用塑料材質來替代金屬麼?

2016年08月10日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 78 ℃ 次

【RockZhu的回答(26票)】:

謝邀,題主的問題其實和這樣的問題是類似的:汽車用塑料材質與傳統鋼板材質相比有什麼優勢? - Rock Zhu 的回答 ;

首先,塑料材料在重量等方面相對傳統的金屬材料更有優勢,但是它的缺點也同樣明顯,作為一個比較新型(相對傳統的鋼材)並且正在不斷發展的材料種類,在成型理論方面還存在很大的空白,也就在一定程度上制約了塑料在成型工藝上進一步發展;以常見的注塑成型工藝(汽車類部件最常用的成型工藝),我們最為頭疼並不是制件結構多複雜的問題,而是過大或者過小的制件,過大的制件擔心是受限材料本身流動性能導致無法獲得完整的制件;過小的制件則是受限於成型機台無法精準的進行計量(合格的產品不僅是尺寸和形狀能達到圖面的要求.而且產品的重量也必須是穩定在一個範圍的,這是衡量成型過程是否穩定的很重要的指標.);可以這麼說用塑料製造大型汽車覆蓋件在成型工藝方面的確是有難度的,題主可以簡單瞭解下能提供汽車注塑模具上使用的大型熱流道系統的廠商有幾家就可以知道了;而且就那麼幾家公司,並且當你採購時,他們還有各種免責聲明和使用限制(讓你感覺稍微不注意就被各種坑的感覺)。

第二.作為材料本身性能方面,塑料的絕對強度、耐高溫、耐氣候性、疲勞強度等指標是遠遠不如傳統的金屬材料的性能的;以汽車發動機蓋部件為例,這個區域的工作溫度已經超過了我們經常使用的通用型塑料的使用極限;只有極少數的特種工程塑料能滿足要求,既然是極少數的材料,這也就意味著這些材料在成型工藝和採購成本方面上並不比傳統材料有更大的優勢,所以汽車製造商也就沒有過多的去推動材料方面的研究工作。

第三,我們在選擇製作材料的時候,首先是要確定工件的使用要求,然後才是加工工藝和材料採購成本方面;並不能材料是否便宜或者材料某些方面的優點作為唯一標準使用的。

這個問題要是真正展開來講,涉及方面太多的確讓我在回答的時候有些不好下手,畢竟科技在進步;我也毫不懷疑在回復這個問題同時,世界上某個角落已經有一台全塑汽車誕生,而我只能看著它的車尾燈漸漸遠行。

最後,此答案基本上立足目前被大範圍應用的常規案例;如果有人把F1或者DTM賽車的製造作為反駁依據,本人依法保留反擊打臉的權力,謝謝。

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把這個回復變得更詳細點,主要是我發現有些概念變得模糊了,導致有點回答不上來的情況(我並不是針對題主,畢竟有些專業性的詞彙理解起來是會有些偏差的).

首先,我想先解釋下汽車保險槓的結構,如下圖:

其實大多數人錯誤的把保險槓外身(就是圖中體積最大,大家平時可以直接接觸的部件)等同於保險槓本身(保險槓外身:其實倫家真的不是保險槓的全部,你們這樣簡化稱呼,真的大丈夫麼?),這也就出現各色各樣黑車廠在保險槓方面偷工減料的外行說法了。

然後,我們繼續看下關於汽車的車門結構圖;

上圖中,最大的塑料制件就是車門裝飾板。很遺憾很多人也管這個叫門板,而且是正兒八經的從業人員叫~上圖中,最大的塑料制件就是車門裝飾板。很遺憾很多人也管這個叫門板,而且是正兒八經的從業人員叫~

我繼續回答題主在評論中提到的問題:關於在汽車上更多使用塑料制件,是否是用金屬材料沖壓難度更大?如果按目前汽車行業設計風向,用金屬材料成型上面的所說的保險槓外身和車門裝飾板,的確在工藝上更有難度,因為複雜的曲面變化和結構設計往往會導致沖壓的良品率大大下降;一般人概念中,金屬沖壓過程就是用壓機把模具合一起,光噹一聲產品就出來了,實際是沖壓制件過程更多的是一條流水線,每個工位都負責產品上一部分的特徵成型(簡單孔或者凸台)或者是成型特徵的一部分(比如深孔,就是每次拉深一點而不是一次就拉完)。對於注塑成型來說,這些就真的不叫事,簡單粗暴一套模具一台注塑機加上附屬設備,幾分鐘就給你一個成品了。這就是我們所說的塑料在加工方面的優勢了。再回到產品的性能要求方面,其實大家都知道:無論是保險桿外身還是車門裝飾板,都不是要求受力很大的部件,用通用型塑料材質就足以勝任,而且塑料本身還能輕一些。所以現在汽車上都用塑料去製造。

回答第二個問題:汽車上不同區域的覆蓋件採用不同材料,主要是利用不同材料的性能優勢,在降低成本的同時,盡量提升汽車性能,以汽車門板為例,以前我們通常會覺得那些好車關門聲音低沉或者厚重,就判斷質量好,而且覺得太輕的汽車會容易翻。其實伴隨技術進步,通過合理的設計減重,使用性能更優異材料,汽車的安全性會越來越高(大學時,我曾經看過到雜誌上一個圖片是一個8歲的小女孩舉起了一扇完整的車門,汽車廠商:寶馬)。

其實,無論是從材料成本、加工工藝或者是性能要求方面去回答這樣的問題我都覺得是很糾結的事,總覺得是太極端而且不嚴謹的態度。最後,我只能這樣總結:科學的進步從根源上是人類對所在環境的不滿度的體現,而且由誕生的新事物則是進步的體現。

回答有點太開放了,最後給大家一張用來黑保險槓的圖片:

備註:車型是飛度,其實飛度的安全性能還是過得去。。。。上圖的原因,我只希望大家黑得更有誠意些。最後還是那句話:不要用過去的經驗武斷的下結論,因為按力學模型,保險槓真心不需要搞得太厚,安全駕駛才是王道。

以上圖片來自網絡,如果涉及侵權,請告之,我將及時刪除的。本回復請抱著多看看的心態閱讀,部分表達不專業,請各位見諒。

【趙小西的回答(1票)】:

剛才看了另一位知友搖滾豬的答案,發現我想的太簡單了。原本以為用塑料蒙皮很簡單,只是因為材料特性的區別而沒有全車使用。原來全車塑料蒙皮在技術方面有一定難度。不能像鋼板那樣沖壓,必須注塑成型,對蒙皮這種大片狀的澆複雜精密的東西比較難搞,成本高,良品率低。

塑料的車身蒙皮在遇到輕微碰撞時還不容易變形,撞凹了也能自己回彈恢復。

但也有缺點。

一個就是耐用性。

目前轎車的前後保險槓基本都是塑料的。兩年內的車,保險槓是非常堅韌的。用腳用力踹也很難踹破,變形了也會自己復原。但如果年數有點長,三四年以上了,那保險槓會老化變脆,碰撞時很容易裂。

還有一點是修復的便利性。輕微碰撞只是碰撞的一種。很多時候還是會撞破或是嚴重變形。這樣的話,鐵皮可以通過鈑金等修復。而塑料的則很難修復,需要整體更改。為了撞壞的一小塊地方而換一整塊蒙皮,並不合算

【知乎用戶的回答(1票)】:

樓主這個想法不錯,請百度搜「汽車 複合材料」

就目前而言,汽車的前後保險槓都已經是聚丙烯塑料的了。記得,以前央視的SB記者還報道過,說什麼是汽車廠偷工減料用塑料的騙人,結果直接被打臉。

所以,工藝和安全不是問題,問題大概還是大眾的接受程度,尤其是拿汽車當坦克開的。

另外,想到一個,奔馳的smart就是全塑料的外殼

【侯馬可的回答(5票)】:

我不說話,我就發兩個圖……

【盧俊傑的回答(2票)】:

其實已經有了,克爾維特就在用

【tomgsu的回答(1票)】:

目前有量產的車型生產,如smart,最近的有寶馬i3,不僅外覆蓋件全是塑料,其車身用的都是碳纖維,叫黑車身。黑車身各部件間全用膠粘劑粘貼,只有很少部分用了鋼材。汽車之家有介紹,更詳細的涉及產業鏈部分太多,不詳細介紹。m.autohome.com.cn/tech/

為什麼不普遍使用塑料件代替傳統金屬,其中最大一個原因是成本,不如傳統的工藝便宜。但是隨著國家油耗法規的日益嚴格,塑料的使用會越來越多,尤其是在電動車上。

【我看看的回答(0票)】:

用塑料的話,成本怎麼降得下來,塑料可是比鐵皮貴的多

【enfieldlee的回答(0票)】:

撞裂了就不能鈑金了,你確定要用塑料?

【學習小標兵的回答(0票)】:

這樣子的話速度太快你的汽車就真的是「飛起來撩~」

【卞老闆的回答(0票)】:

超級簡配版的豐田gt86,貌似碳纖維是一種高級塑料來著

【李大偉的回答(0票)】:

工藝和安全不是問題,問題大概還是大眾的接受程度,尤其是拿汽車當坦克開的

【林有利的回答(0票)】:

其中最大一個原因是成本,不如傳統的工藝便宜

【胡汐淮的回答(0票)】:

發動機肯定用不了塑料了,因為發動機的溫度能達到2k多攝氏度,目前的發動機外罩是塑料的

【孫逸山的回答(0票)】:

完全可以。通用的子品牌,土星汽車是把塑料車體當賣點的。 很多跑車也用塑料來減重。塑料除了輕之外還有個優點,那就是在受到輕微衝擊後不會凹陷。

塑料車體沒有成為主流也是有原因的。

1、熱脹冷縮。金屬也有這個問題但塑料受溫度影響更大。很多土星車主都抱怨一到冬天車身各處縫隙都變寬了。

2、堅固度。金屬撞擊後會扭曲形變,塑料則直接碎裂。這裡還得提一下溫度的問題:有些土星在冬天車身會自己裂開,受了輕微的撞擊就碎了。

3、生產速度。雖然塑料本身比金屬便宜,據Gm一個負責人說它的生產速度比金屬車身慢很多。這變相增加了成本。

4、回收。汽車是回收率極高的商品。車上的零件被賣掉之後,車身通常會被金屬回收場處理掉。塑料的回收難度比金屬高很多。

【阿仁的回答(0票)】:

優點:輕量化,造型自由度大(比鈑金容易成型),容易維修,不會有外觀銹。。。如果只是作為裝飾部件,缺點:成本高、容易老化、尺寸精度差、受溫度影響大(特別是頂蓋),如果作為結構部件,缺點:成本高、剛性差、與鈑金密封困難,結構複雜,容易產生蠕變、尺寸精度差。。普通車比較常見的是塑料背門、塑料翼子板

標籤:-創業 -材料科學 -塑料加工 -汽車安全


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