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　　近年來，我國汽車產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大,，作為全球最大的汽車消費市場,，2016年汽車產(chǎn)銷突破2800萬輛，連續(xù)8年位居全球第一,。隨著汽車產(chǎn)銷量的增長,，以及相關(guān)技術(shù)的進步,，中國汽車產(chǎn)業(yè)站在了轉(zhuǎn)型升級的關(guān)口,。按照“中國制造2025”以及《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》的要求，既要加大力度推進新能源汽車的發(fā)展,，也要做好傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的節(jié)能減排工作,，并將電子信息技術(shù)廣泛應(yīng)用在汽車上，以信息化手段促進汽車工業(yè)發(fā)展,。另外備受矚目的《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》(以下簡稱“雙積分”)政策已經(jīng)于今年9月底正式公布,，該政策將于2018年4 月 1 日正式實行。在雙積分政策背景下,，中外車企大力發(fā)展節(jié)能與新能源汽車已經(jīng)是大勢所趨,，而汽車非金屬材料在這一過程中扮演著十分重要的角色。

　　為促進我國汽車非金屬材料及制品技術(shù)水平的提高,，中國汽車工程學(xué)會汽車非金屬材料分會于11月28日-30日在哈爾濱舉辦了以“輕量化,、功能化、環(huán)?；?rdquo;為主題的年會,，以促進行業(yè)經(jīng)驗分享、開闊科技人員技術(shù)視野,、增強自主創(chuàng)新意識和技術(shù)積累,。

　　“以塑代鋼”的輕量化之路

　　中國制造2025明確提出，到2020年,，乘用車(含新能源乘用車)新車整體油耗降至5升/100公里,，2025年，降至4升/100公里左右,。到2020年,，商用車新車油耗接近國際先進水平，到2025年,，達到國際先進水平,。而據(jù)國際研究機構(gòu)實驗表明，如果汽車整車重量降低10%,，燃油效率可提高6%至8%;汽車整備質(zhì)量每減少100公斤,，百公里油耗可降低0.3至0.6升,。因此，在保證汽車的強度和安全性能的前提下,，盡可能地降低汽車的整備質(zhì)量,，從而提高汽車的動力性，減少燃料消耗成為各車企的發(fā)展潮流,。

　　在汽車非金屬材料分會第七屆年會上,，中國一汽新能源開發(fā)院材料與輕量化所處長鄭虹指出：“目前中國汽車行業(yè)成為全球汽車產(chǎn)業(yè)中的重要力量，汽車強國的夢想正在逐漸變成現(xiàn)實,，為了推進汽車行業(yè)的綠色發(fā)展,，國家出臺了一些列汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，尤其是雙積分政策,，必然改變各大汽車企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),，而非金屬材料的開發(fā)和應(yīng)用，具有極大的輕量化優(yōu)勢,，既能緩解汽車企業(yè)在這兩方面的壓力,，又能給非金屬行業(yè)提供更多的機遇，必將促使行業(yè)創(chuàng)新技術(shù),，開創(chuàng)汽車產(chǎn)業(yè)快速轉(zhuǎn)型升級,、推動自主品牌全面振興。”

　　近年來汽車輕量化成為降低汽車排放,、提高燃燒效率的有效措施,，也是汽車材料發(fā)展的主要方向，汽車非金屬材料的用量也隨之上升,，其中塑料和彈性體在車身輕量化方面具有舉足輕重的作用,。

　　在車用塑料市場方面，無論是外裝飾件,、內(nèi)裝飾件,，塑料用量都在不斷地增加。并且隨著工程塑料硬度,、強度,、拉伸性能的不斷提高，塑料車窗,、車門,、骨架甚至更多的汽車關(guān)鍵性部件都在采用塑料，因此以塑代鋼是汽車輕量化重要的發(fā)展趨勢之一,。

　　按地域劃分,，車用塑料制品在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用主要分布在美國、西歐,、日本和中國;按塑料制品類型劃分,，在汽車上應(yīng)用最多的是工程塑料和通用塑料,，其中聚丙烯(PP)制品在各大地域的應(yīng)用是最廣泛的;聚氨酯(PU)作為發(fā)泡材料在汽車行業(yè)中的應(yīng)用也十分廣泛，根據(jù)IHS Markit 數(shù)據(jù)顯示,，聚氨酯在各個國家汽車材料中占兩成左右,，汽車內(nèi)飾上聚氨酯用量非常之大。IHS Markit化工部副總監(jiān)徐徐認為：“聚氨酯泡沫消費量按地區(qū)分布的話,，中國無疑是最大的市場,，個人認為，聚氨酯材料是汽車用非金屬材料中受市場波動影響最小的,，預(yù)測未來幾年內(nèi),，聚氨酯材料在汽車用量當中還會正增長。”

　　彈性體在汽車領(lǐng)域可以分為兩大類：一類是輪胎應(yīng)用還有一類是非輪胎的應(yīng)用,。汽車輪胎市場是橡膠最大的終端市場,，基本上有70%的橡膠用于了輪胎市場,。中國在天然橡膠和合成橡膠市場都占據(jù)最大比例,，因此，中國是全球最大的橡膠市場,，這也是受我國最近幾年汽車產(chǎn)業(yè)和輪胎產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的影響,。我國的天然橡膠與合成橡膠的消費量巨大，但是自給能力呈現(xiàn)截然相反的狀態(tài),。

　　在非輪胎應(yīng)用領(lǐng)域,，三元乙丙橡膠(EPDM)和熱塑性聚烯烴彈性體(TPO)有著廣闊地應(yīng)用。數(shù)據(jù)顯示,，2001年至2015年,，全球乙丙橡膠產(chǎn)量和汽車產(chǎn)量走勢基本平行，某種程度上,，EPDM的生產(chǎn)狀態(tài)也可以反映整個汽車市場的狀態(tài),。但是我國的EPDM產(chǎn)能相對較低，依賴于進口,。

　　隨著“以塑代鋼”輕量化思路的深度應(yīng)用,，介于橡膠和塑料之間的熱塑性彈性體(TPE)的研發(fā)與應(yīng)用也越來越成熟、越來越廣泛,。2016年全球熱塑性彈性體消費量,， 已經(jīng)達到了600萬噸，TPE的發(fā)展與汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有很大關(guān)系,，因為TPE的總消費量分布中,，有43-44%是用于汽車行業(yè)。其中廣泛應(yīng)用于密封條和導(dǎo)槽的TPV 產(chǎn)品在未來市場具有挖掘的潛力,。

　　總而言之,，汽車輕量化是全球汽車市場發(fā)展的必由之路,，據(jù)高盛集團預(yù)測，到2025年,，整車制造企業(yè)(OEMs)生產(chǎn)的每輛車將減重約200公斤以滿足相應(yīng)需求,。在眾多的輕質(zhì)化材料中，橡塑材料作為非金屬材料,，在汽車輕量化中將起到越來越重要的作用,。

　　安全環(huán)保與輕量化不可偏廢其一

　　2014年，全球交通運輸業(yè)的碳排放量占到了29%,，是僅次于重工業(yè)的能源企業(yè),，說明汽車工業(yè)在碳排放比例中占到了相當大的比例，而汽車非金屬材料作為輕量化的有效手段被越來越普遍地應(yīng)用,。與此同時,，汽車非金屬材料的蓬勃發(fā)展，也要重視一些問題,。

　　隨著消費者對車內(nèi)氣味VOC的要求不斷提高,，車內(nèi)空氣質(zhì)量強標的推進，內(nèi)飾件VOC管控成為各主機廠,、內(nèi)飾件產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn),。

　　在汽車VOC這一塊，隨著國家強標的修訂工作的持續(xù)進行,，以及車內(nèi)空氣質(zhì)量首次納入了國六的管理,，對于整車企業(yè)來說，控制整車企業(yè)的VOC符合法律標準的壓力越來越急迫,。車內(nèi)氣味是各大主機廠最為關(guān)心的一塊領(lǐng)域,，無論是第三方研究機構(gòu)發(fā)布的研究報告還是消費者的投訴情況來看，車內(nèi)氣味作為消費者對于車型主觀化的一個評價,，對于車企來說,，如何改善車內(nèi)空氣質(zhì)量也是非常重要的。

　　中國汽車技術(shù)研究中心數(shù)據(jù)資源中心王雷認為：“在汽車研發(fā)階段是不會出現(xiàn)問題的,，它出現(xiàn)問題是在量產(chǎn)過程中某一批次的產(chǎn)品,，因為工料的問題造車了車內(nèi)氣味讓消費者不舒服。”

　　汽車零部件和車內(nèi)裝飾材料中所含有害物質(zhì)的釋放,，包括汽車使用的塑料和橡膠部件,、織物、油漆涂料,、保溫材料,、粘合劑等有可能會造成VOC的超標。這些材料中的揮發(fā)性物質(zhì)可以在汽車使用過程中不斷釋放，持續(xù)幾個月甚至幾年,。有研究表明,，按照新國標要求的限值，整車VOC超標主要集中表現(xiàn)為乙苯,、二甲苯超標,，其中密封條、天窗,、門鎖,、座椅、頂襯,、工藝膠對整車VOC含量有很大“貢獻”,，因此這些部件也是整車VOC控制的重點零部件。

　　王雷介紹：“對于企業(yè)來說要做到整車VOC的一個管控,，不管是VOC還是氣味我們會把目標分解到主要的二三十種內(nèi)飾的零件,，再逐級分解到初始的原材料，就是我們的車內(nèi)非金屬材料,，對于大多數(shù)整車企業(yè)來說,，管控體系已經(jīng)基本建立完備了，采取逐級篩選,，縱向管控的方式,，整車企業(yè)達到VOC國家標準的壓力并不是很大，企業(yè)的重心放在怎么在國家標準的基礎(chǔ)上,，更進一步的提升整車的VOC性能。”

　　另一方面,，在整車VOC的控制中,，對原材料的優(yōu)化是根本措施，但同時除原材料本身的配方對VOC的影響較大外,，零件的成型工藝和后處理工藝也會影響零部件的揮發(fā)物含量,，因此VOC的控制從原材料的合成、改性,、加工,、零件的制作、裝配,、存儲,、運輸，零件在整車上的裝配,，設(shè)計制造全環(huán)節(jié)都會影響到整車的VOC,。VOC的整改需要整個產(chǎn)業(yè)鏈的變革和管控力度的加強來支持。

　　除此之外，建立統(tǒng)一的材料檢測標準以及明確的評價指標也不可缺少,。

　　生物材料與3D打印技術(shù)前景廣闊

　　在汽車環(huán)保與輕量化的目標之下,，對于新材料和新工藝的開發(fā)越來越得到企業(yè)的重視。而生物材料和3D打印技術(shù)的進步給汽車產(chǎn)業(yè)帶來更光明的前景,。

　　在生物材料方面,，采用聚乳酸PLA+PC、大豆發(fā)泡聚氨酯等生物材料,，是公認的環(huán)保型友好材料,，這樣可以盡量降低二氧化碳的排放，降低汽車車內(nèi)的空氣污染,。創(chuàng)辦于1985年的鑫達集團,，已經(jīng)成功將生物基材料應(yīng)用于輕量化，鑫達集團董事總經(jīng)理代汝軍介紹說：“生物基材料將玉米,、甘蔗等作為淀粉的來源合成聚乳酸,，作為可降解的材料分解成水和二氧化碳。另外植物纖維的應(yīng)用也可以降本減重,，比如稻殼兒,、秸稈都可以磨成粉添加到材料中，不僅達到輕量化的要求,，還可以降低成本,。”

　　鑫達除研發(fā)生物材料外，還聚焦3D打印技術(shù)的開發(fā),。3D打印技術(shù)源于上世紀七十年代的美國,，是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘和材料,，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的新型成型技術(shù),。3D打印技術(shù)相較于傳統(tǒng)技術(shù)，具有多樣化,、節(jié)省材料,、制造技能簡單等特點，是具有顛覆性的技術(shù),。

　　全球3D打印市場在2013年的市值是23億美元,，有望在2020年達到86億美元，其復(fù)合年均增長率(CAGR)為20.6%,，同時,，醫(yī)療、航空,、汽車,、教育等領(lǐng)域?qū)⒊蔀?D打印市場的最大增長點,。據(jù)了解，到2022年全球醫(yī)療3D打印市場規(guī)模將達到38.9億美元(約合人民幣260億人民幣),。市場研究公司Allied Market Research通過一份報告給出了預(yù)測,，未來5年，汽車3D打印市場將以21.8%的復(fù)合年均增長率快速發(fā)展,，最終到2022年全球規(guī)模達23.9億美元,。

　　代汝軍談到3D打印技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用時說道：“一輛車從規(guī)劃設(shè)計、定型生產(chǎn),、中期改款到最終下線,，過程中需要經(jīng)歷多次修改、驗證,，在此期間需要進行制造許多樣件,，傳統(tǒng)方法采用快速成型技術(shù)，耗時高,、成本高,，而利用3D打印技術(shù)可有效降低成本，縮短研發(fā)周期,。”

　　在整車設(shè)計環(huán)節(jié),，與3D打印技術(shù)結(jié)合的案例有東風(fēng)公司采用3D打印技術(shù)打印整套汽車內(nèi)飾，裝配在樣車上供專業(yè)人員對外觀進行評審,，也開放到車展上供觀眾參觀并收集觀眾意見,，以用于后期的設(shè)計優(yōu)化參考。吉利汽車采用3D打印技術(shù)制作了空調(diào)HVAC總成和風(fēng)道總成,，綜合測試空調(diào)系統(tǒng)的風(fēng)量大小,、風(fēng)量非配的合理性、除霜風(fēng)口出風(fēng)方向風(fēng)速的準確性,。3D打印技術(shù)除了在設(shè)計階段,、樣件的制造外，可以直接生產(chǎn)車用的外飾件,、內(nèi)飾件、功能件等,，比如標致Fractal概念車在車內(nèi)飾上使用了大量的3D打印的零部件……

　　作為專業(yè)從事高分子復(fù)合材料研發(fā)生產(chǎn)銷售的企業(yè),，鑫達的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃是打造中國汽車用高分子復(fù)合材料產(chǎn)銷第一;另外在創(chuàng)新生物可降解材料方面打造從丙交酯、聚乳酸到復(fù)合乳酸產(chǎn)業(yè)鏈最全,，中國行業(yè)內(nèi)產(chǎn)銷第一;而且要達到創(chuàng)新高分子材料3D打印耗材品種最全,，國內(nèi)行業(yè)產(chǎn)銷量第一。