ด้วยวิกฤตพลังงานทั่วโลกและข้อกำหนดการป้องกันสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดมากขึ้นอุตสาหกรรมยานยนต์กำลังเร่งการเปลี่ยนแปลงไปสู่การพัฒนาสีเขียวและคาร์บอนต่ำ เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงขยายช่วงของยานพาหนะไฟฟ้าและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์น้ำหนักเบาของรถยนต์ได้กลายเป็นแนวโน้มที่สำคัญในการพัฒนาอุตสาหกรรม ในบริบทนี้ พลาสติกดัดแปลง ด้วยข้อดีของน้ำหนักเบาความแข็งแรงสูงและมัลติฟังก์ชั่นได้กลายเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการแทนที่วัสดุโลหะแบบดั้งเดิมและมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในโครงสร้างยานยนต์และการออกแบบส่วนประกอบ
1. ข้อดีของพลาสติกดัดแปลงในรถยนต์ที่มีน้ำหนักเบา
รถยนต์แบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ทำจากวัสดุเหล็ก แม้ว่าวัสดุเหล่านี้จะแข็งแกร่ง แต่ก็มีขนาดหนักและซับซ้อนซึ่งนำไปสู่น้ำหนักที่มากเกินไปของยานพาหนะทั้งหมดซึ่งจะเป็นการเพิ่มการใช้เชื้อเพลิงและการปล่อยคาร์บอน ในทางตรงกันข้ามความหนาแน่นของพลาสติกดัดแปลงมักจะเป็นเพียงประมาณ 1/6 ของเหล็ก ผ่านการเสริมแรงของเส้นใยแก้วการเติมแร่ธาตุหรือการดัดแปลงสารหน่วงไฟและเทคโนโลยีอื่น ๆ น้ำหนักสามารถลดลงได้อย่างมากในขณะที่ยังคงความแข็งแรงและความทนทาน
น้ำหนักเบาและความแข็งแรงสูง: การใช้โพลีโพรพีลีนเสริมเส้นใยแก้ว (GFPP) เป็นตัวอย่างน้ำหนักของมันเบากว่าเหล็กมากกว่า 50% แต่ความแข็งแรงของมันสามารถเข้าถึงหรือเกินกว่าชิ้นส่วนโลหะบางส่วน
การกัดกร่อนและความต้านทานทางเคมี: พลาสติกดัดแปลงไม่เป็นสนิมเหมือนโลหะและสามารถต้านทานการกัดกร่อนจากกรดอัลคาลิสสเปรย์เกลือและสื่อเคมีต่างๆลดความจำเป็นในการเคลือบป้องกัน
ความยืดหยุ่นในการประมวลผลสูง: พลาสติกสามารถเกิดขึ้นเป็นชิ้นส่วนโครงสร้างที่ซับซ้อนผ่านกระบวนการต่าง ๆ เช่นการฉีดขึ้นรูปการอัดรีดและการปั้นการลดจำนวนชิ้นส่วนตระหนักถึงการออกแบบแบบบูรณาการของ "การรวมหลายชิ้น" และลดน้ำหนักและค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม
การลดเสียงรบกวนและความปลอดภัย: พลาสติกดัดแปลงบางชนิดมีฉนวนกันความร้อนที่ดีและคุณสมบัติการดูดซับพลังงานซึ่งสามารถปรับปรุงความสะดวกสบายในการขับขี่และความปลอดภัยของการชน
สถิติแสดงให้เห็นว่าการลดน้ำหนักยานพาหนะลดลงทุก 10% ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงสามารถปรับปรุงได้ประมาณ 6% ถึง 8% สำหรับยานพาหนะพลังงานใหม่น้ำหนักเบาเป็นวิธีที่สำคัญในการปรับปรุงอายุการใช้งานแบตเตอรี่โดยตรงดังนั้นพลาสติกที่ปรับเปลี่ยนจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการแทนที่โลหะดั้งเดิมในชิ้นส่วนยานยนต์
2. สถานการณ์แอปพลิเคชันทั่วไป
พลาสติกดัดแปลงได้ครอบคลุมหลายฟิลด์เช่นการตกแต่งภายในและการตกแต่งภายนอกยานยนต์ช่องเครื่องยนต์และส่วนประกอบหลักของยานพาหนะไฟฟ้าและขอบเขตการใช้งานและความลึกของพวกเขาจะขยายตัวอยู่ตลอดเวลา
ชิ้นส่วนภายในและโครงสร้าง
การตกแต่งภายในเป็นสนามพลาสติกที่เร็วที่สุดและเป็นผู้ใหญ่ที่สุด Polypropylene Modified (PP), ABS, Polycarbonate (PC) และโลหะผสมของมันถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในแผงหน้าปัดแผงประตูเฟรมที่นั่งพวงมาลัยและส่วนอื่น ๆ วัสดุเหล่านี้ไม่เพียง แต่สามารถบรรลุรูปร่างที่ซับซ้อน แต่ยังได้รับพื้นผิวของการตกแต่งระดับสูงผ่านการรักษาพื้นผิวและเบากว่าชิ้นส่วนโลหะแบบดั้งเดิมประมาณ 30% -40%
ชิ้นส่วนลักษณะ
วัสดุ PP หรือ PC ABS ที่ได้รับการดัดแปลงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในส่วนที่ปรากฏเช่นกันชนรถยนต์ตะแกรงไอดีและกระจกมองหลัง ชิ้นส่วนเหล่านี้ต้องการความต้านทานต่อแรงกระแทกความต้านทานต่อริ้วรอย UV และการยึดเกาะแบบเคลือบสูง พลาสติกที่ได้รับการดัดแปลงสามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ได้โดยการเพิ่มตัวแทนต่อต้าน UV และฟิลเลอร์ที่ทนต่อสภาพอากาศ เมื่อเปรียบเทียบกับแผ่นเหล็กแบบดั้งเดิมกันชนพลาสติกไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะบุ๋มและสามารถรีบาวด์ซึ่งจะช่วยลดความเสียหายจากการชนความเร็วต่ำ
ชิ้นส่วนห้องเครื่อง
ช่องเครื่องยนต์มีอุณหภูมิสูงและน้ำมันที่ซับซ้อนและข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับความต้านทานความร้อนและความต้านทานการกัดกร่อนทางเคมีของวัสดุ ไนลอนเสริมใยแก้ว (PA6/PA66) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตท่อร่วมไอดีพัดลมระบายความร้อนปั๊มน้ำหล่อเย็นและตัวกรองน้ำมันเนื่องจากความต้านทานอุณหภูมิสูงที่ยอดเยี่ยม (ทนต่อ 200 ° C) แอปพลิเคชันเหล่านี้ไม่เพียงลดน้ำหนัก แต่ยังทำให้การประมวลผลง่ายขึ้น
ส่วนประกอบแกนหลักของยานพาหนะไฟฟ้า
ด้วยการพัฒนายานพาหนะพลังงานใหม่พลาสติกดัดแปลงยังใช้ในตัวเรือนโมดูลแบตเตอรี่ส่วนต่อประสานการชาร์จและเฟรมร่างกายที่มีน้ำหนักเบา พีซีที่ทนไฟ, PBT เสริมแรง, PA66 ที่ดัดแปลงและวัสดุอื่น ๆ สามารถให้การหน่วงการทนไฟ, ฉนวนและความแข็งแรงของโครงสร้างที่ดีเยี่ยมช่วยให้แบตเตอรี่มีความสมดุลระหว่างความปลอดภัยและการลดน้ำหนักซึ่งจะเป็นการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของยานพาหนะทั้งหมด
3. โอกาสในการพัฒนาในอนาคต
การป้องกันสิ่งแวดล้อมสีเขียวและการรีไซเคิลได้
ในอนาคตอุตสาหกรรมยานยนต์จะให้ความสำคัญกับความสามารถในการรีไซเคิลวัสดุได้มากขึ้น พลาสติกดัดแปลงสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ผ่านการรีไซเคิลทางกายภาพการกำจัดสารเคมีและวิธีการอื่น ๆ ซึ่งจะช่วยให้เกิดเศรษฐกิจแบบวงกลม ในขณะเดียวกันการพัฒนาพลาสติกที่ใช้ชีวภาพและพลาสติกดัดแปลงที่ย่อยสลายได้นั้นเป็นทางเลือกสีเขียวใหม่สำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์
การรวมประสิทธิภาพสูงและการใช้งาน
ด้วยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเช่น nanofillers, การเสริมแรงไฟเบอร์แก้วยาวและการปรับเปลี่ยนคาร์บอนไฟเบอร์ความแข็งแรงเชิงกลและความต้านทานความร้อนของพลาสติกดัดแปลงจะได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม คาดว่าจะมีพลาสติกประสิทธิภาพสูง (เช่น PEEK และ PPS) ที่จะแทนที่ชิ้นส่วนโครงสร้างโลหะมากขึ้น ในอนาคตพลาสติกดัดแปลงจะไม่เพียง แต่มีฟังก์ชั่นโครงสร้างเท่านั้น แต่ยังมีฟังก์ชั่นที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าต้านการป้องกันความร้อนและแม้แต่การตรวจจับเพื่อให้ได้สติปัญญาและมัลติฟังก์ชั่น
ขับเคลื่อนด้วยรถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์อัจฉริยะ
ยานพาหนะไฟฟ้าต้องการร่างกายที่มีน้ำหนักเบากว่าในการขยายขอบเขตของพวกเขาและการเพิ่มขึ้นของเซ็นเซอร์การขับขี่แบบอิสระทำให้ข้อกำหนดที่สูงขึ้นในการออกแบบแบบบูรณาการของที่อยู่อาศัยและส่วนประกอบป้องกัน พลาสติกดัดแปลงสามารถให้อิสระในการออกแบบที่สูงขึ้นสำหรับส่วนประกอบอัจฉริยะผ่านการขึ้นรูปแบบแยกส่วนและการผลิตแบบบูรณาการ
การเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนและกระบวนการ
ด้วยการขยายตัวของมาตราส่วนการผลิตและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีราคาของพลาสติกดัดแปลงคาดว่าจะลดลงต่อไป ในขณะเดียวกันการแนะนำเทคโนโลยีใหม่ ๆ เช่นการพิมพ์ 3 มิติและการขึ้นรูปไมโครโฟมจะปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลและลดน้ำหนักเพิ่มเติม
