汽车 | 你知道车身是什么材料的吗？
你知道车身是什么材料的吗？
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汽车，是大家再熟悉不过的东西了，但是，你知道吗，汽车的车身材料正在发生着翻天覆地的变化，也悄悄地为改善环境贡献出它的一份力量，今天让小E带大家探索汽车制造的智慧：改性塑料的应用。
据公安部交管局统计，截止至2017年3月底，全国机动车保有量首次突破3亿辆，其中汽车达2亿辆。21世纪以来，我国汽车制造产业快速发展，形成了多品种、全系列的各类整车和零部件生产及配套体系，产业集中度不断提高，产品技术水平明显提升，已经成为世界汽车生产大国，但是我国零部件企业与世界最先进的汽车零部件产业相比，还存在着一定的差距。
图1. 上海市整车生产产业链企业一览图
如何在保证强度和刚度的情况下，最大程度减重一直是汽车制造厂商的难题，在汽车轻量化领域，宝马公司一直走在行业的最前头，减少零部件质量不仅可以降低采购成本，而且还可以实现汽车行业对未来汽车的舒适、安全、高速、节能环保的要求，以下小E选取了宝马两款车中改性塑料的一些实际应用，一款是宝马的最新i系列纯电动车：i3，另一款是宝马的中大型SUV：X5/X6：
图2. 宝马i3及X5实车图
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i3作为宝马最新的新能源车型，i系列的第二款车，在宝马德国莱比锡工厂生产，莱比锡工厂代表宝马最先进的造车水平，也是汽车制造业的标杆。纯电动i3除了高续航与快速充电，塑料材质的大面积运用才是它让人过目不忘的重点，这不仅将改变世界汽车类型格局，而且将颠覆汽车制造流程。
世界知名的化工公司巴斯夫为i3的众多创新部件提供了用途广泛的塑料材料，并利用丰富的结构知识支持宝马集团的部件开发，其中包括前排座椅靠背、碳纤维车身的重要加固件以及后排座椅壳等。
宝马 i3的驾驶者和乘客座椅靠背是首款采用注塑成型工艺制造的椅背，这是首次在汽车内饰中使用表面可见的无涂装聚酰胺结构件。这一轻质混合材料部件的重量仅为 2 公斤，堪称巴斯夫全球座椅能力团队智慧的结晶。靠背使用的Ultramid®材料排放极低。优异的抗刮伤性和出色的表面质量使座椅结构得以暴露在外，成为一个独特的设计元素。
图3. 宝马i3聚酰胺结构座椅
宝马 i3 的碳纤维车身在内外壳体之间采用了PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)结构件。这是整个汽车中最大的PBT部件，也是业内首次采用PBT制造此类部件，这种一次注塑成型的部件包含了多个过去需要单独制造的小型部件，因此除去了复杂的装配过程，降低了制造成本。二十多个总重量近9公斤的小型部件被集成到车身的其它位置，为车身提供加固和所需的消声减震效果。
图4. 内外壳体之间的PBT结构件
宝马 i3的整个车顶框架，包括A立柱都采用了Elastolit®D聚氨酯结构泡沫作为加固材料。这种高耐压泡沫被加工成碳纤维复合材料夹芯板，为汽车所需的结构刚性。
图5. i3车顶框架采用聚氨酯结构泡沫
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宝马X5/X6作为已经上市一段时间的车型，虽然不像i3那样大量运用最尖端的科技，但也不甘示弱，它的改性塑料技术来源于北欧化工（Borealis），北欧化工是一家领先的创新和增值塑料解决方案的供应商，他们的产品运用可以遍布整个车身，包括保险杠、挡泥板、翼子板、进气格栅、车顶板、尾箱门等。
图6. 北欧化工（Borealis）结构件应用简图
宝马X5/X6的翼子板采用了北欧化工的DAPLEN EF341AE（30%滑石粉增强PP）产品，相对于金属制件来说，重量减轻了50%。据外部生命周期分析显示，车辆二氧化碳排放因此降低了60%。
图7. X5/X6的DAPLENEF341AE翼子板
结束语
伴随材料的不断更新换代，很多传统意义上的材料被赋予了第二次生命，就像随着塑料强度的提升，甚至可以替代某些高强度钢作为车身加强件等。更高强度塑料由于本身重量较轻，对整车轻质化和高燃效化也有了积极的作用。事实上，采用改性塑料不仅于此，由于采用免喷涂工艺，它的制造生产比传统零件降低了大量的VOCs排放，这里面还真有不少讲究，这部分内容小E将在明天给大家呈现，敬请期待。
编辑：李凯骐
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