塑料汽車離我們還有多遠？

    近年來，汽車開始大量使用塑料材料。盡管鋼材產品的工藝創(chuàng)新，如激光焊接等改善了鋼材的功能并減輕其重量，另外還有鋁材、其他合金的應用，但塑料的優(yōu)點顯而易見，它有著良好的強度重量比，可塑性強，可以改善空氣動力學、增強樣式差異化、減少制造復性、增強防撞性——這些已發(fā)現(xiàn)的優(yōu)點都是汽車使用塑料的原因，使得它們成為汽車輕量化的選擇。

    德國橡塑化機巨頭克勞斯瑪菲集團首席執(zhí)行官弗蘭克·斯蒂勒在2016國際橡塑展上表示，已經為塑料4.0時代做好了準備。

    塑料替代大部分金屬？

    橡塑展中，除了傳統(tǒng)的保險杠、內飾件、燈具、儀表盤等，很多化工材料廠商還展示了新材料在汽車上的其他應用，如天窗、引擎蓋、散熱器等，以及前端模塊、車門模塊、新能源電池組等。杜邦公司展示的卡車油底殼相比傳統(tǒng)金屬油底殼減重50%。一家廠商展示的已經量產的寶馬MINI中控臺，其內部重要支撐是碳纖維材料。伴隨著材料和結構設計優(yōu)化，生產環(huán)節(jié)又具備了工藝上的優(yōu)勢。舉例來說，巴斯夫的全塑料汽車前端模塊，其以往的金屬鈑金件往往由二三十個小零件組成，需要同樣多的模具，現(xiàn)在只需一次成型，大大減少了工藝成本。

    這不禁讓人聯(lián)想到未來汽車是否可以全塑料（需導電部件除外）？科萊恩公司的一位高管對這一問題提出了自己的看法：一些添加劑幫助傳統(tǒng)塑料改性，可以使新材料變得更耐高溫，并適合工藝要求。目前，工程塑料加工溫度在220-280℃，一些新材料超過300℃甚至達到400℃。隨著材料科技研發(fā)日新月異，未來傳統(tǒng)發(fā)動機使用塑料材料不是沒有可能，用塑料替代大部分金屬件也只是時間問題。

    荷蘭皇家帝斯曼集團帝斯曼與Steep Plastique和BPP合作，分別為標致和戴姆勒開發(fā)了全新的聚酰胺材料，用這種材料制成的發(fā)動機油底殼比金屬油底殼輕60%，同時具有極強的耐沖擊性。EcoPaXX聚酰胺410材料也被全新應用于新款梅賽德斯-奔馳A級轎車的引擎端蓋，以及大眾新一代省油發(fā)動機的曲軸端蓋。據(jù)帝斯曼汽車工業(yè)中國區(qū)銷售經理戰(zhàn)紅介紹，帝斯曼推出一種新型高性能材料Stanyl HGR1，可減小汽車引擎正時系統(tǒng)摩擦力矩，為整車制造企業(yè)提供降低能耗工具。聚酰胺46Stanyl HGR1已被成功應用在美國菲亞特-克萊斯勒制造的新型五角星V6發(fā)動機上。

    虛擬替代實模開發(fā)？

    材料選擇只是汽車減重的一部分。同樣重要的是，部件的具體設計和處理方法可以對塑料的使用做一些優(yōu)化。為了最大程度地減少汽車每個部分或系統(tǒng)的重量，必須考慮三個因素：設計、工藝和材料，在開發(fā)的早期階段就必須想到這些。如今，實力強大的塑料粒子提供商能夠提供這方面的前期解決方案。如巴斯夫的仿真工具，其通過采用計算機仿真技術與塑料材料相結合，對零部件進行虛擬的設計優(yōu)化。通過模擬不同溫度、應變速率和應力狀態(tài)下的材料參數(shù)來準確預測塑料零件的實際工作行為，通過計算機虛擬仿真設計客戶的模具。優(yōu)化設計，能做到讓模具一次通過，不需要進行反復修模和重開。

    機器人替代熟練工人？

    橡塑展的智能制造專區(qū)中有不少機器人展示，看慣了靈巧的單臂機器人，記者感覺ABB公司展示的雙臂機器人不簡單。只見機器人左右臂同時開工，左爪準確地從料盤里取出一小件，同時右爪也從右料盤里取出另一形狀不同的料件；接著左右臂爪同時行動，左爪對小件進行再固定，右爪抓起旁邊料件放在目標上，就像一個熟練的操作工在完成作業(yè)。難的是左右臂協(xié)調，就像一個人的左右臂和手同時動作。經過改型，其完全能夠取代一些簡單重復的汽車零部件流水線人工。記者在上海同期舉辦的另一個展會上也看到這臺機器人在演示裝配蘋果手機的個性外殼。

    據(jù)了解，這臺名為YuMi的14軸機器人是世界上第一部真正意義上的雙臂協(xié)同作業(yè)機器人。該臺機器人機械爪上還帶有視覺系統(tǒng)及真空吸盤，重復定位精度在0.02毫米。一位ABB公司的產品工程師對記者說，他個人理解這是為今后更強大的產品投石問路。如果今后傳感系統(tǒng)加上視覺精度再提升，再做到負重更強些，那么其用途更廣泛，實力更強大的“產業(yè)工人”過幾年就會誕生。