解读“以塑代钢”新趋势

时间：2019-12-11

  近年来我国塑料制品行业保持快速发展的态势，塑料制品产量和出口量都******。塑料制品以成本低、可塑性强等特点广泛应用于工业、农业及日常生活当中。在目前非常激烈竞争的市场环境下，为了提高产品的竞争力、制造商们投入了很大精力在产品的区分上，以保持好的盈余率和低的成本。部件的经济合理化是工业上的另一个重要趋势，例如在汽车、设备、电子和医疗领域，因为这样增加了终端产品的可靠性，同时降低总成本。因为这些原因，塑料替代金属和其它一些传统的材料就成为许多市场产品经营的主要策略之一。随着消费需求，“以塑代钢”成趋势。而且这个趋势也在迅速加快，因为塑料比之于金属有着更多的优点。所有这些优点导致了巨大的生产力的提高和产品的区分。
  为什么会出现“以塑代钢”呢？在选取替代品时需要注意什么？
  对于制造商们，驱使他们把金属用塑料替代的动力是降低成本、设计的灵活性以及减轻重量的这三个元素的复合。因为这个原因，用塑料替代金属的过程不仅受原材料选择的限制，而且包含一些其它需要考虑的事项，如制造（加工和二次加工）、规章和设计。这个替代过程很难得到较优的性价比，因为塑料的使用性能和加工性能与金属的大不相同。正确地选择材料不是一项简单的工作，因为需要考虑很多因素，以使得成本尽可能低。**的材料并不存在，在大多数情况下，你必须在不同的性能之间折衷平衡，并且要清楚地明白什么性能是“必须要有的”，什么性能是“较好要有的”。
  选择材料时需要考虑的一个关键因素就是材料的耐热性。 通常来讲，如果想使材料的较大工作温度提高就相应需要增加更多的成本。填充剂的加入能够较大地提高材料的硬度和热变形温度，而且，对于高性能的和**的聚合物来廛，玻璃纤维的加入能使成本大辐下降。因为这些，在聚合物中填充玻璃纤维经常用于替代金属一途。
  在许多实际应用中，耐冲击性能是一个关键的性能。冲击性能改性剂的添加能够使许多脆性聚合物材料的韧性得到很大的增强。聚合物的韧性由它自身、冲击改性剂的份量和改性剂在基体中分散的质量共同决定。然而，在所有情况下必须和硬度、耐化学性和加工性能相结合折衷考虑。填充剂和纤维的加入都可以较大地提高材料的硬度。
  塑料替代金属的一个很有前景的领域就是摩擦应用方面，例如齿轮、泵转子、引擎部件、刹车件、滑动部分等等。在这一领域，塑料具有设计灵活性、减轻重量、不使用润滑自润滑性、降低噪音等优点。
在“以塑代钢”案例中较经典的就是汽车轻量化。
什么是汽车轻量化？
  轻量化，这一概念起源于赛车运动，目的旨在通过减轻赛车本身重量带来更好的动力性与操纵性。随着近些年“节能环保”观念的深入人心，越来越多的汽车厂商也开始了轻量化的研究。众多的新型材料也随之走入我们寻常百姓视线之中。对于汽车轻量化的实现路径，目**般是以“不用+少用或替代”为主要实现路径，通过去除无用部件，少用冗余设计和使用新型材料来使得汽车的整体质量得以减少，目前汽车实现轻量化的主要途径是通过运用新型材料来代替原先使用材料。在众多新型材料中，车用工程塑料可以说是低调“上位”，在一辆有轻量化设计汽车上，我们可以发现车身的保险杠、轮罩、牌照板、仪表盘、门板、旋钮等零部件基本都由工程塑料制成，甚至在如发动机进气歧管和离合器等部位，我们也可以发现各类改性塑料的踪迹。技术水平的提高让工程塑料在汽车轻量化上的应用也愈发广泛。作为汽车轻量化的“**”部位，保险杠、门板等部件所使用的薄壁高刚材料在保证了车身的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低了汽车车身质量和控制汽车车身的制造成本。
尼龙66主要用于汽车、机械工业、电子电气、精密仪器等领域。从较终用途看，汽车行业消耗的尼龙66占**位，电子电气占*二位。汽车行业越来越注重汽车轻量化，尼龙66广泛地应用于各种汽车应用，除了以尼龙66为基材的工程塑料的众多应用，也包括了汽车的轮胎帘子布、安全气囊以及电缆扎带等等。
  由于尼龙66的高强度、优异的耐化学性和耐高温性和易加工性等，因而在汽车工业得到了大量应用，目前几乎已能用于汽车的所有关键部位，如发动机周边、电气系统和车体等。吴贤亮博士表示，由于汽车行业市场需求直接影响到尼龙66的市场需求，而随着汽车行业也在更新换代，人们生活的生活水平逐步提高，买好车的人也越来越多，从普通配置车变成越来越好的车，汽车越来越大，配置也越来越豪华，而这恰恰有利于工程塑料的需求发展。汽车越好，所用的工程塑料需求就会越大，而尼龙66的综合性能将在汽车行业更新换代的发展趋势中体现出很大的优势。
  工程塑料用于汽车轻量化的一部分，伴随着国内外各大厂商对于这方面开发研究的深入，我们相信在未来还会有更多用于汽车轻量化的新型工程塑料面世。目前，尽管在如汽车底盘、车身骨架等方面的零件塑料化依旧有不小的难题，但是碳纤维和3D打印等被认为是在汽车轻量化优解的技术仍旧存在着成本、技术和材料等方面的问题，“以塑代钢”在未来的一段时间里，依旧可能是解决汽车轻量化这一迫在眉睫问题的优解铁三角组成之一。

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