近几年，随着汽车轻量化的加速普及，塑料件在汽车上的替代使用眼看已是大势所趋，毕竟不是什么车都承受得起全铝车身的成本的。

塑料汽车离我们还有多远?

近年来，汽车开始大量使用塑料材料。尽管钢材产品的工艺创新，如激光焊接等改善了钢材的功能并减轻其重量，另外还有铝材、其他合金的应用，但塑料的优点显而易见，它有着良好的强度重量比，可塑性强，可以改善空气动力学、增强样式差异化、减少制造复性、增强防撞性——这些已发现的优点都是汽车使用塑料的原因，使得它们成为汽车轻量化的选择。

德国橡塑化机巨头克劳斯玛菲集团首席执行官弗兰克·斯蒂勒在2016国际橡塑展上表示，已经为塑料4.0时代做好了准备。

一款全塑料制造的敞篷汽车在英国上路了，而更让人惊奇的是，这辆汽车各部件完全是由塑料制成。 最高已达时速100公里/小时 。

这款名叫“欢乐敞篷”的汽车，由法国科研人员发明，有黄色、绿色、白色和银色四种颜色，和诺迪的座驾在外形上几乎相同，没有车顶和车门，前挡风玻璃也只有普通汽车的一半，因此开起来更像是一部摩托车。

而它的与众不同之处在于，整部车子包括内部的各种部件都是由塑料制成的，因此永远不用担心生锈的问题。车子的座椅也采用防水设计，即使下雨也可以放心地将车停在户外。这部塑料车的重量仅为370公斤，是普通车子的三分之一，并且装配了500毫升20马力的发动机，最高时速100公里，使得车子的动力-重量比配合得非常完美。设计者表示，轻便的车身可以使车子在弯道上表现得更加敏捷。有意思的是，这款车只有前进和倒退两个挡位，没有变速箱，而且是靠皮带传动。倒车的速度可以和前进的时候一样快。

塑料替代大部分金属?

橡塑展中，除了传统的保险杠、内饰件、灯具、仪表盘等，很多化工材料厂商还展示了新材料在汽车上的其他应用，如天窗、引擎盖、散热器等，以及前端模块、车门模块、新能源电池组等。杜邦公司展示的卡车油底壳相比传统金属油底壳减重50%。一家厂商展示的已经量产的宝马MINI中控台，其内部重要支撑是碳纤维材料。伴随着材料和结构设计优化，生产环节又具备了工艺上的优势。举例来说，巴斯夫的全塑料汽车前端模块，其以往的金属钣金件往往由二三十个小零件组成，需要同样多的模具，现在只需一次成型，大大减少了工艺成本。

这不禁让人联想到未来汽车是否可以全塑料(需导电部件除外)?科莱恩公司的一位高管对这一问题提出了自己的看法：一些添加剂帮助传统塑料改性，可以使新材料变得更耐高温，并适合工艺要求。目前，工程塑料加工温度在220-280℃，一些新材料超过300℃甚至达到400℃。随着材料科技研发日新月异，未来传统发动机使用塑料材料不是没有可能，用塑料替代大部分金属件也只是时间问题。

荷兰皇家帝斯曼集团帝斯曼与Steep Plastique和BPP合作，分别为标致和戴姆勒开发了全新的聚酰胺材料，用这种材料制成的发动机油底壳比金属油底壳轻60%，同时具有极强的耐冲击性。EcoPaXX聚酰胺410材料也被全新应用于新款梅赛德斯-奔驰A级轿车的引擎端盖，以及大众新一代省油发动机的曲轴端盖。据帝斯曼汽车工业中国区销售经理战红介绍，帝斯曼推出一种新型高性能材料Stanyl HGR1，可减小汽车引擎正时系统摩擦力矩，为整车制造企业提供降低能耗工具。聚酰胺46Stanyl HGR1已被成功应用在美国菲亚特-克莱斯勒制造的新型五角星V6发动机上。

用塑料做汽车材料有哪些优势呢?

第一，汽车材料应用塑料的最大优势是减轻车体的重量。轻量化是汽车业追求的目标，塑料在此方面可以大显其威。一般塑料的比重为0.9~1.5，纤维增强复合材料比重也不会超过2，而金属材料中，A3钢的比重为7.6、黄铜为8.4、铝为2.7。这使塑料成为汽车轻量化的首选用材。

第二，塑料成型容易，使得形状复杂的部件加工十分便利。例如仪表台用钢板加工，往往需要先加工成型各个零件，再分别用连接件装配或焊接而成，工序较多。而使用塑料可以一次成型，加工时间短，精度有保证。

第三，塑料制品的弹性变形特性能吸收大量的碰撞能量，对强烈撞击有较大的缓冲作用，对车辆和乘客起到保护作用。因此，现代汽车上都采用塑化仪表板和方向盘，以增强缓冲作用。前后保险杠、车身装饰条都采用塑料材料，以减轻车外物体对车声的冲击力。另外，塑料还具有吸收和衰减振动和噪声的作用，可以提高乘坐的舒适性。

第四，塑料耐腐蚀性强，局部受损不会腐蚀。而钢材制作一旦漆面受损或者先期防腐做的不好就容易生锈腐蚀。塑料对酸、碱、盐等抗腐蚀能力大于钢板，如果用塑料做车身覆盖件，十分适宜在污染较大的区域使用。

第五，塑料可根据塑料的组织成分，通过添加不同的填料、增塑剂和硬化剂制出所需性能的塑料，改变材料的机械强度及加工成型性能，以适应车上不同部件的用途要求。例如保险杠要有相当的机械强度，而坐垫和靠背就要采用柔软的聚氨酯泡沫塑料。更方便的是塑料颜色可以通过添加剂跳出不同颜色，省去喷漆的麻烦。有些塑料件还可以电镀，如ABS塑料具有很好的电镀性能，可用于制作装饰条、标牌、开关旋钮、车轮装饰罩等。

虚拟替代实模开发?

材料选择只是汽车减重的一部分。同样重要的是，部件的具体设计和处理方法可以对塑料的使用做一些优化。为了最大程度地减少汽车每个部分或系统的重量，必须考虑三个因素：设计、工艺和材料，在开发的早期阶段就必须想到这些。如今，实力强大的塑料粒子提供商能够提供这方面的前期解决方案。如巴斯夫的仿真工具，其通过采用计算机仿真技术与塑料材料相结合，对零部件进行虚拟的设计优化。通过模拟不同温度、应变速率和应力状态下的材料参数来准确预测塑料零件的实际工作行为，通过计算机虚拟仿真设计客户的模具。优化设计，能做到让模具一次通过，不需要进行反复修模和重开。

机器人替代熟练工人?

橡塑展的智能制造专区中有不少机器人展示，看惯了灵巧的单臂机器人，记者感觉ABB公司展示的双臂机器人不简单。只见机器人左右臂同时开工，左爪准确地从料盘里取出一小件，同时右爪也从右料盘里取出另一形状不同的料件;接着左右臂爪同时行动，左爪对小件进行再固定，右爪抓起旁边料件放在目标上，就像一个熟练的操作工在完成作业。难的是左右臂协调，就像一个人的左右臂和手同时动作。经过改型，其完全能够取代一些简单重复的汽车零部件流水线人工。记者在上海同期举办的另一个展会上也看到这台机器人在演示装配苹果手机的个性外壳。

据了解，这台名为YuMi的14轴机器人是世界上第一部真正意义上的双臂协同作业机器人。该台机器人机械爪上还带有视觉系统及真空吸盘，重复定位精度在0.02毫米。一位ABB公司的产品工程师对记者说，他个人理解这是为今后更强大的产品投石问路。如果今后传感系统加上视觉精度再提升，再做到负重更强些，那么其用途更广泛，实力更强大的“产业工人”过几年就会诞生。