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汽車塑料化一直是行業(yè)發(fā)展的熱點問題。近年來，汽車塑料化的持續(xù)發(fā)展主要是取決于汽車高分子材料的發(fā)展，而汽車高分子材料的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動的靈感則是來自于汽車的持續(xù)發(fā)展。本文中將汽車塑料與綠色創(chuàng)新概念相結(jié)合起來，給我們展示了一些汽車行業(yè)的創(chuàng)新的綠塑解決方案。

汽車綠塑創(chuàng)新驅(qū)動是一個系統(tǒng)工程，全套綠塑創(chuàng)新驅(qū)動的解決方案包括從原材料、加工設(shè)備、成型工藝、產(chǎn)品檢測、倉儲、回收再生利用等整個生命周期的解決方案。以汽車基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則的“潛在需求”為中心，創(chuàng)新創(chuàng)造新材料、新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝、新檢測儀器，提供從原料、設(shè)備、成型加工技術(shù)、技術(shù)培訓(xùn)等的成套技術(shù)服務(wù)的交鑰匙工程的全套解決方案，獲取最大的社會效益和持續(xù)的經(jīng)濟(jì)效益。

另外是以制品為對象，綠塑創(chuàng)新全套解決方案。汽車塑料件的品種繁雜化、功能及性能的多樣化、更新?lián)Q代的快速化、應(yīng)用的拓展化，促進(jìn)汽車塑料制品成型加工設(shè)備向細(xì)分化的發(fā)展。國內(nèi)外有關(guān)塑料機(jī)械制造公司積極從事綠色汽車注塑機(jī)的開發(fā)，并成立專業(yè)研究部門，與汽車行業(yè)密切配合，根據(jù)汽車塑料件、汽車塑料原料的發(fā)展，對設(shè)備、模具、成型工藝不斷進(jìn)行創(chuàng)新，實現(xiàn)汽車綠色化塑料件達(dá)到最佳生態(tài)環(huán)境保護(hù)的性能，研究和應(yīng)用成果不斷涌現(xiàn)。

1，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟實現(xiàn)全套綠塑創(chuàng)新驅(qū)動的解決方案

我國汽車塑料件研發(fā)落后大大落后于汽車制造強國，單臺汽車塑料的平均用量不到發(fā)達(dá)國家的2/3，基本上不能自主開發(fā)出高端塑料件，代表塑料件應(yīng)用技術(shù)最高水平的跑車至今仍是一個夢。究其原因的一個重要方面，國內(nèi)在汽車塑料件研發(fā)上，材料、制品開發(fā)、加工制造及成型設(shè)備、廢棄物回收利用等研究機(jī)構(gòu)各自為政，互不往來，沒有一個創(chuàng)新的全套解決方案的理念。

我國汽車產(chǎn)業(yè)鏈的研究及制造單位，都是分散型組織，搞設(shè)備制造的不懂塑料原料及成型工藝，搞原料研究的不懂設(shè)備，綠塑創(chuàng)新沒有具體的對象及應(yīng)用目標(biāo)，難以獨立擔(dān)當(dāng)“潛在需求”的全套解決方案。以“潛在需求”具體制品為目標(biāo)，汽車研究機(jī)構(gòu)、汽車制造商、汽車零件供應(yīng)商、汽車塑料原料研究機(jī)構(gòu)及制造商、汽車塑料制品模具制造商、汽車塑料成型加工設(shè)備制造商、汽車銷售商等聯(lián)合為一體，組成緊密的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，變各自為政為牽手共同開發(fā)，綠色創(chuàng)新從原料到制品回收利用的整個生命周期的全套解決方案。

2，汽車塑料原料開發(fā)商主動成為全套綠塑創(chuàng)新驅(qū)動解決方案的先驅(qū)

汽車塑料化的持續(xù)發(fā)展首先取決于汽車高分子材料的發(fā)展。汽車高分子材料的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動的靈感來自于汽車的持續(xù)發(fā)展。汽車塑料原料開發(fā)商與汽車制造商之間的緊密合作，主動為汽車制造商提供汽車高分子專用材料，為綠色創(chuàng)新驅(qū)動的解決方案提供實現(xiàn)的基礎(chǔ)，同時也為本企業(yè)的發(fā)展取得了新的增長點。

原料供應(yīng)商必須走功能化、專用化的生產(chǎn)途徑，制定長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)和品牌戰(zhàn)略，實現(xiàn)市場資源、技術(shù)資源以及企業(yè)間的整合，最終獲得規(guī)模優(yōu)勢。例如杜邦工程塑料在汽車上的應(yīng)用包括動力總成、燃油供給、底盤、車身內(nèi)外飾件、空調(diào)、電子、電氣等系統(tǒng)。拜耳材料科技自視為國際汽車產(chǎn)業(yè)的研發(fā)合作伙伴，汽車玻璃團(tuán)隊專家其服務(wù)范圍包括整個汽車玻璃的整個加工鏈，以及汽車玻璃的風(fēng)力載荷、碰撞等力學(xué)性能試驗和研究，可獨立為未來汽車提供創(chuàng)新動力。巴斯夫UltracomTM 成套技術(shù)解決方案，通過與汽車領(lǐng)域的客戶合作，開發(fā)出用連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料生產(chǎn)車身和底盤的生產(chǎn)技術(shù)。該方案包括連續(xù)纖維增強熱塑性塑料半成品，配混料以及工程技術(shù)支持。新方案核心是采用巴斯夫Ultramid 聚酰胺或Ultradur® PBT 熱塑性樹脂浸潤的機(jī)織布和單向帶預(yù)浸料制成的層壓材料。這些預(yù)浸料是通過與TenCate 和歐文斯科寧共同合作開發(fā)的。Ultracom 方案的的第二個組成部分是為這些層壓產(chǎn)品所開發(fā)的覆膜材料（overmoulding materials）。這些材料是Ultramid 和Ultradur 系列的配混料。巴斯夫表示，通過與層壓材料與預(yù)浸料帶的配合使用，就可以注射成型具有高機(jī)械性能的復(fù)雜零部件（在指定的確切位置使用連續(xù)纖維），同時通過覆膜成型讓部件具備特種功能。

原料供應(yīng)商主動式服務(wù)于汽車塑料工程，制定和實施全套解決方案，推廣綠色創(chuàng)新驅(qū)動的新材料。日本碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于汽車工業(yè)的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動處于國際領(lǐng)先地位，形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟是關(guān)鍵。日本是世界上碳纖維開發(fā)最早、應(yīng)用最成功、應(yīng)用面最廣的國家，其中主要的經(jīng)驗是，碳纖維生產(chǎn)企業(yè)以自己為價值鏈的聯(lián)系紐帶，實現(xiàn)從原絲到下游復(fù)合材料一體化的配套生產(chǎn)體制，組合碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用的企業(yè)、行業(yè)，注重與下游企業(yè)合作，共同對碳纖維復(fù)合材料“潛在需求”的構(gòu)件，制定和實施全套解決方案，推動碳纖維復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用，不斷開發(fā)新的市場，以下游應(yīng)用帶動上游的發(fā)展，是日本碳纖維企業(yè)選擇的發(fā)展之道。日本碳纖維生產(chǎn)企業(yè)近幾年積極在全球進(jìn)行擴(kuò)產(chǎn)計劃與戰(zhàn)略布局，與下游應(yīng)用企業(yè)結(jié)成聯(lián)盟，整合產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)CFRP 及其制品在全球汽車領(lǐng)域中的普及應(yīng)用，力求使日本成為碳纖維領(lǐng)域的絕對領(lǐng)先者。日本碳纖維生產(chǎn)商和歐美的主要汽車生產(chǎn)商紛紛結(jié)成聯(lián)盟，謀求共同發(fā)展。在參股Plasan Carbon Composites公司之前，東麗的主要汽車制造商合作對象是日本和歐洲公司，包括豐田、富士重工和德國戴姆勒公司。Plasan Carbon Composites 公司是美國唯一的豪華轎車CFRP 車體面板一級供應(yīng)商，同時自身擁有可將CFRP 部件的生產(chǎn)成型時間縮短至17 min的技術(shù)。買入Plasan Carbon Composites公司股份，確保了東麗通往美國汽車制造商的分銷渠道，進(jìn)一步提高其在美國汽車市場的參與度。東邦與美國通用自2011 年起就展開了穩(wěn)定的合作關(guān)系，與東麗一樣，東邦公司也在歐洲和美國建立了公司和銷售中心，瞄準(zhǔn)汽車市場投入大量資金，并出資建立了復(fù)合材料應(yīng)用中心，對未來碳纖維及其CFRP 在汽車上的應(yīng)用充滿信心。三菱麗陽則與寶馬和西格里集團(tuán)3方合作，宣布2014年寶馬i3系列純電動車BMW MegacityVehicle在全球正式上市，為碳纖維產(chǎn)品在通用汽車領(lǐng)域的商業(yè)化普及應(yīng)用邁出了重要的一步。這款車的市場表現(xiàn)，將在很大程度上決定未來10年碳纖維復(fù)合材料在通用汽車領(lǐng)域的發(fā)展方向。

3，客制化成型加工設(shè)備的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

客制化成型加工設(shè)備的解決方案成為塑料制品成型加工設(shè)備制造企業(yè)新常態(tài)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整及實現(xiàn)新的經(jīng)濟(jì)增長點的發(fā)展方向。

◆ 3.1 專業(yè)化解決方案

ENGEL公司用于制造汽車內(nèi)外飾件的設(shè)備Duo 600 pico機(jī)器，其產(chǎn)品設(shè)計注重能耗及速度，不僅能縮短循環(huán)周期，相應(yīng)提高產(chǎn)能、降低能耗，還能直接減低成本，保證產(chǎn)品在市場上的競爭力。震雄的捷霸伺服驅(qū)動大型注塑機(jī)系列，鎖模力由650 噸至2600噸，集合了成熟的大型注塑機(jī)制造經(jīng)驗，配置日本油研公司的Yuken - ASR伺服電機(jī)油泵的一體化組合系統(tǒng)，實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保、高響應(yīng)速度、高重復(fù)精度等綠色性能，適用于汽車部件的前端模塊、門板、儀表板、座椅底盤和座椅靠背等注塑大型制品。Engel公司的把MuCell微孔發(fā)泡注塑技術(shù)運用于普通注塑機(jī)，開拓微發(fā)泡汽車注塑機(jī)，生產(chǎn)內(nèi)飾件、發(fā)泡結(jié)構(gòu)件、高度拋光組件，使得汽車內(nèi)飾件注塑成型壁厚1mm成為可能，同時可減少高達(dá)20%的組件重量，從而明顯減少碳足跡。

◆ 3.2 差異化解決方案

住友德馬格專注于能發(fā)揮設(shè)備最大優(yōu)勢并給客戶提供最大利益的汽車優(yōu)勢行業(yè)，專注于照明系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)部件、內(nèi)筋、外筋。創(chuàng)新的技術(shù)、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量以及完善的系統(tǒng)化的全套解決方案，使住友德馬格在汽車行業(yè)始終保持領(lǐng)先地位。持續(xù)發(fā)展液壓節(jié)能技術(shù)的節(jié)能動力動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊Active Drive，保證獲得最佳效益并將能耗降到最低。

◆ 3.3 專用化解決方案

余姚大今機(jī)械有限公司研發(fā)出汽車密封件專用接角的立式注塑機(jī)，立式鎖模，立式射出，鎖模射出部分全在上方，適合帶長柄型鑲嵌件的塑料制品成型。富強鑫公司開發(fā)了應(yīng)用于包括中大型多數(shù)色車燈一步成型的注塑機(jī)及BMC燈殼專用注塑機(jī)，單缸油壓式自動供料裝置，實現(xiàn)穩(wěn)定的進(jìn)料功能；最新開發(fā)FCS-2100型控制器，實現(xiàn)精確的料溫及模溫控制；配置雙ACC蓄能器射出裝置，實現(xiàn)瞬間高速能量和高速射出成型。

◆ 3.4 成型生產(chǎn)線解決方案

泰瑞公司根據(jù)汽車零部件的型腔面十分復(fù)雜的特殊性，配置一些特殊的功能程序：如多組抽芯功能、時序控制功能、注塑機(jī)配套換模裝置功能、配套取件機(jī)械手裝置功能等等，這些特殊功能在生產(chǎn)汽車塑料零部件中優(yōu)勢十分明顯。提供的汽車復(fù)雜塑料零部件專用注塑生產(chǎn)線，其產(chǎn)品設(shè)計注重能耗及速度，不僅能縮短循環(huán)周期、提高產(chǎn)能，還能降低能耗，直接減低成本，實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保、高響應(yīng)速度、高重復(fù)精度等優(yōu)點，保證了產(chǎn)品在市場上的競爭力。

◆ 3.5 功能化解決方案

寧波永生塑料機(jī)械有限公司與比亞迪汽車股份有限公司合作，聯(lián)合研發(fā)專用注塑設(shè)備。自主研發(fā)達(dá)到國際先進(jìn)水平的玻璃纖維長度達(dá)60mm、含量高達(dá)60%的復(fù)合材料的注塑裝備及注塑技術(shù)，成型制品厚度可達(dá)到0.40mm 的高標(biāo)準(zhǔn)，成型制品內(nèi)含玻璃纖維的長度仍能保持30mm長度，實現(xiàn)高強度、高剛度的高安全性的汽車保險杠的薄壁輕量化的綠塑創(chuàng)新，提高了人車安全的和諧度。高比例超長玻璃纖維復(fù)合材料注塑設(shè)備及技術(shù)填補了國內(nèi)空白。

◆ 4，智能化成型工程的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動

設(shè)備智能化指以成型加工塑料制品的質(zhì)量為目標(biāo)，設(shè)備（生產(chǎn)線）具有感知、分析、推理、決策、控制功能的“人腦”智能，自動檢測制品的質(zhì)量、自動修正成型工藝參數(shù)、“智”適應(yīng)成型加工環(huán)境，實現(xiàn)人為設(shè)定的預(yù)期目標(biāo)，它是先進(jìn)制造技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、檢測技術(shù)的集成和深度融合。

智能化系統(tǒng)是一種人機(jī)一體化的系統(tǒng)，它是一種混合型的智能系統(tǒng)，并不是單純的人工智能，即來自人工智能又高于人工智能。在這個系統(tǒng)中人占據(jù)了核心地位，使人在智能化設(shè)備的配合下充分的發(fā)揮出了人的潛力，也使得人的智能和設(shè)備的智能能夠充分的結(jié)合起來，實現(xiàn)人工智能無法實現(xiàn)的智能。

◆ 4.1 智能化控制系統(tǒng)的基本框架

智能系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及無線技術(shù)將設(shè)備系統(tǒng)的動態(tài)參數(shù)傳遞出去，與其余設(shè)備系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)；實時采集數(shù)據(jù)、軟件遠(yuǎn)程自動升級，實現(xiàn)運行、服務(wù)的新模式。

智能化控制系統(tǒng)包括控制器﹑傳感器﹑變送器﹑執(zhí)行機(jī)構(gòu)﹑輸入輸出接口。控制器的輸出經(jīng)過輸出接口﹑執(zhí)行機(jī)構(gòu)﹐加到被控系統(tǒng)上﹔控制系統(tǒng)的被控量﹐經(jīng)過傳感器﹐變送器﹐通過輸入接口送到控制器。不同的控制系統(tǒng)﹐其傳感器﹑變送器﹑執(zhí)行機(jī)構(gòu)也不同。

◆ 4.2 智能化成型加工應(yīng)用技術(shù)基本要素

智能化系統(tǒng)可以根據(jù)成型加工的各種需要，自動的生成一種最佳的制造模式, 以使得設(shè)備以最優(yōu)的方式進(jìn)行運轉(zhuǎn)。智能化是存在虛擬性的，而智能制造系統(tǒng)的虛擬制造使得該系統(tǒng)又上升到了一個全新的界面。

智能系統(tǒng)通過技術(shù)與裝備集成，實現(xiàn)新型塑料制品及塑料制品新型加工的方法與機(jī)理、加工工藝與技術(shù)的多技術(shù)交叉融合?；跍囟取毫?、流量、體積、流速、強度、應(yīng)力等多工藝參數(shù)數(shù)據(jù)的深度融合，并及時對外部指令作出響應(yīng)、完成指令動作，實現(xiàn)對設(shè)備自身狀態(tài)的調(diào)節(jié)、控制、監(jiān)控和診斷。

◆ 4.3 智能化節(jié)能降耗控制技術(shù)

智能化控制技術(shù)與節(jié)能降耗技術(shù)相結(jié)合，達(dá)到更高水平的節(jié)約資源和能源的綠色化成效。德國倍福自動化有限公司的EtherCAT實時工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，通過非常經(jīng)濟(jì)有效的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)卡(NIC) 進(jìn)行管理；EL3403測量模塊具備完整的電網(wǎng)分析和能源管理功能，通過測量電網(wǎng)中所有相關(guān)的電氣數(shù)據(jù)及計算每相的有功功率和能量消耗、視在功率S、無功功率Q、頻率F等數(shù)據(jù)，對生產(chǎn)過程能耗進(jìn)行優(yōu)化，降低能耗，從而降低了生產(chǎn)成本，也使得整個生產(chǎn)過程更為環(huán)保。菲尼克斯公司的能量管理模塊（EMM）具備獲取能量數(shù)據(jù)和監(jiān)視能量數(shù)據(jù)的作用，通過現(xiàn)場總線或以太網(wǎng)提供數(shù)據(jù)采集和傳輸，Inline I/O模塊之間的連接實現(xiàn)了一種從能量消耗點到控制系統(tǒng)的無縫信息流，實現(xiàn)能效智能化管理，降低電能消耗。

◆ 4.4智能化能量回收應(yīng)用技術(shù)

智能化伺服電機(jī)制動能回收應(yīng)用技術(shù)。這項技術(shù)在全電動注塑機(jī)上得到開發(fā)和應(yīng)用。Netstal的ELION系列全電動注塑機(jī)，把伺服電機(jī)制動過程產(chǎn)生的能量直接進(jìn)入過渡電路，儲存在電容電路中，這意味著產(chǎn)生的制動能量不必轉(zhuǎn)化成熱量，尤其是在注射循環(huán)期間，可以成為總能耗的一個重要部分，與液壓注塑機(jī)相比，ELION系列注塑機(jī)能耗減少了70%，比常規(guī)的全電動注塑機(jī)能耗低10%以上。

智能化塑化加熱輻射能回收應(yīng)用技術(shù)。把塑化機(jī)筒的電阻絲加熱圈輻射散發(fā)的熱量收集起來，送入干燥加料斗，轉(zhuǎn)為烘料熱量使用，節(jié)省干燥料斗原需電加熱供給的烘料熱能。整個系統(tǒng)為氣體循環(huán)的封閉系統(tǒng)，采用獨立式的雙重過濾進(jìn)氣系統(tǒng)，機(jī)筒集風(fēng)罩具有空氣過濾功能，保證了能量交換媒體的熱風(fēng)空氣的清潔度。系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的干燥溫度及收集的散發(fā)熱量進(jìn)行分析對比，智能控制冷、熱氣體量的混合比，標(biāo)準(zhǔn)原料的干燥度。

結(jié)語

中國汽車工業(yè)實現(xiàn)突破，必須在綠塑創(chuàng)新驅(qū)動上有所創(chuàng)造，在節(jié)能、環(huán)保、安全和新能源方面綠塑創(chuàng)新驅(qū)動新材料、新技術(shù)、新設(shè)備，推動低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，驅(qū)動汽車第四次工業(yè)革命。

                                                                                                                                                     來源：榮格