理想汽車下擺臂引發爭論:塑料能否運用在汽車底盤結構件上
2月26日,有熱心網友在微博上反饋,理想汽車底盤上的下主擺臂使用了塑料,頓時引起了壹片熱議,許多網友都發出了合理的疑問。
事後不久,就在這條微博下面,部件供應商、OEM官方都站出來做了澄清和解釋,更有業界大咖科普道,這種塑料下擺臂實際上比金屬材料制造的零部件更貴,才平息這場討論。
但凡每壹次有人發現,汽車上的結構件大面積使用了塑料,就都會引起壹場battle,那麽塑料究竟在車身上管不管用?
為了探討這個問題,我們先來看看理想汽車的下擺臂究竟用的是什麽塑料。通過下面這張局部照片,產品零件底色為黑色,表面呈淺灰白色,在註塑行業有過3~5年從業經驗的人都應該能判斷,這種材料裏面加了玻纖,常用的能加玻纖的塑料,壹般有PP料、PA料,隨後理想汽車的官博也證明了這是PA6+50%GF。
PA6究竟是壹個什麽東西?PA這兩個字母實際上是Polyamide的縮寫,這個單詞翻譯成中文叫聚酰胺,俗稱尼龍。尼龍品種多,分為PA6、PA66、PA11、PA12、PA610、PA612、PA1010、PA46等型號,但主要產量集中在PA6、PA66這兩種型號上,占了尼龍總產量的90%。
在國際上,尼龍的使用量位居五大工程塑料之首(PA,PC,POM,PPO、PET)。目前尼龍料已經廣泛應用於汽車、機械、電子電器、通訊設備、儀器儀表、建築領域的結構材料。
PA6的主要特點是機械性能優良,強度高,剛性好,耐磨性好,自潤滑性強,尼龍的使用溫度範圍寬廣,可以在-40℃~100℃的環境內自由使用,耐油性好,化學穩定性好,阻燃性好,易於加工。不足之處是尺寸穩定性差,吸水率高。
經過化學實驗研究證明,PA6的酰胺基團濃度較高,因為他的機械強度高,它與鑄鐵、銅、鋁、等金屬材料相比,比剛性遜於金屬,但比強度高於金屬。並且能通過數據證明,PA6隨著溫度和吸水率的增加,沖擊強度會逐漸升高。
但與金屬不同的是拉伸強度、彎曲強度、拉伸彎曲模量會隨著溫度和吸水率的升高而降低。熱變形溫度隨著載荷的升高和吸水率的增加,也會出現下降。
PA6隨著在大氣中暴露的時間增加,機械性能也會逐漸下降,但下降到壹定程度後會緩和。
由以上性能試驗可以看出,PA6還並不是完美到無懈可擊,也有很多缺點,在這些缺點面前,我們是不是就望而生畏,摒棄其使用呢?別慌,材料學科的科學家們通過壹種方法來可以降低它的弱點,放大它的強點,加以利用,那就是通過增加玻纖成分來提高PA6的性能,這也是我們為什麽看見官博的材料後面有壹個數字後綴的原因。PA6玻璃纖維的用量可以在50%的範圍以內進行添加,如果比例再高,加工時的流動性能就不太好,機械性能就會出現脆斷,如果玻纖加得太少(低於10%),又起不到顯著的加強作用,通過官博證實,此零部件的玻纖用量剛好在50%。
有數據證明,通過玻纖加強以後,PA6的機械性能、剛性、尺寸穩定性、耐熱性就明顯提高。
玻纖加強過的PA6作為代替金屬材料的結構零部件使用時,其疲勞強度約為未增強的PA6的2.5倍。
通過玻纖增強的PA6除了與未增強的PA6的用途相同外,還可以制作機械強度更高、剛性、韌性、耐熱性和尺寸穩定性方面更高要求的零件。
通過上面的數據對比發現,通過對PA6增加添加劑的方法,是可以揚長避短,來提高性能,替代金屬進行使用,並且我們在PA料的使用領域中,可以看見,大量的PA6和加玻纖的PA6已經應用在軸承、齒輪、螺母等零件上,這些零件在使用過程中需要強大的機械性能、耐磨性和抗沖擊性,並且在載荷壽命上也必須經得起壹定的考驗,理論上來說,PA6的增強玻纖材料也可以用於車身底盤上。
通過業內大咖的解密,該零件結構中還鑲嵌有金屬骨架作為受力主體,塑料層作為輔助部件即增加了金屬的強度,也彌補了金屬缺少韌性的特點。所以使用PA6+50%GF的材料來制造這樣壹個部件壹點也不奇怪,至於這個零件在市場上是否存在質量問題,則需要考驗OEM的驗證和過程控制的水平,但不能以偏概全的說塑料就不能用於底盤結構件上。
文|雅安索爾達多
圖|網絡
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