構(gòu)建新常態(tài)理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展汽車綠塑創(chuàng)新解決方案

張友根

(上海浦東新區(qū)，上海 21200)

構(gòu)建新常態(tài)理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展汽車綠塑創(chuàng)新解決方案

張友根

(上海浦東新區(qū)，上海 21200)

提出了構(gòu)建新常態(tài)驅(qū)動理念可持續(xù)發(fā)展汽車綠塑創(chuàng)新解決方案的內(nèi)涵，研究了構(gòu)建7個專業(yè)化領(lǐng)域的專業(yè)化聯(lián)盟理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案，研究了構(gòu)建成型加工設(shè)備制造商的客制化服務(wù)型理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案，研究了構(gòu)建汽車注射成型創(chuàng)新技術(shù)理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案，研究了構(gòu)建石墨烯電池創(chuàng)新技術(shù)理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案，指出中國汽車工業(yè)必須在綠塑創(chuàng)新上有所創(chuàng)造，實現(xiàn)汽車第三次工業(yè)革命。

汽車；新常態(tài)；綠塑創(chuàng)新；研究

我國汽車產(chǎn)業(yè)自主化的汽車綠塑創(chuàng)新解決方案的成效不大。新常態(tài)理念是驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展汽車綠塑創(chuàng)新解決方案的“綱”，創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展汽車綠塑創(chuàng)新解決方案的新常態(tài)理念，才能深化汽車綠塑創(chuàng)新驅(qū)動解決方案，才能實現(xiàn)汽車“中國制造 2025”。本文提出了構(gòu)建新常態(tài)驅(qū)動理念可持續(xù)發(fā)展汽車綠塑創(chuàng)新解決方案的內(nèi)涵，研究了構(gòu)建7個專業(yè)化領(lǐng)域的專業(yè)化聯(lián)盟理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案，研究了構(gòu)建成型加工設(shè)備制造商的客制化服務(wù)型理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案，研究了構(gòu)建汽車注射成型創(chuàng)新技術(shù)理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案，研究了構(gòu)建石墨烯電池創(chuàng)新技術(shù)理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案，指出中國汽車工業(yè)必須在綠塑創(chuàng)新上有所創(chuàng)造，實現(xiàn)汽車第三次工業(yè)革命。

1 構(gòu)建新常態(tài)理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展汽車綠塑創(chuàng)新解決方案的內(nèi)涵[1]

國內(nèi)汽車行業(yè)傳統(tǒng)的發(fā)展理念制約了汽車綠塑創(chuàng)新解決方案的可持續(xù)發(fā)展。國內(nèi)從事零部件制造的不了解汽車具體零部件的性能、功能；從事設(shè)備制造的不了解汽車零部件綠色發(fā)展的內(nèi)涵；從事高分子原料開發(fā)的不了解汽車具體零部件塑化及其性能；從事整車制造的不了解高分子材料、加工設(shè)備等綠色技術(shù)水平；這種現(xiàn)實狀況，造成汽車產(chǎn)業(yè)鏈上各個環(huán)節(jié)綠塑創(chuàng)新無目標(biāo)、無方向、無措施的局面，綠塑解決方案基本上仿制，綠塑新原材料、新成型加工工藝的裝備等基本上來自工業(yè)發(fā)達國家。汽車綠塑只能跟在人家后面，人云我云，難以自主綠塑創(chuàng)新及形成全套綠塑創(chuàng)新解決方案。

補“短板”揚“長板”的共創(chuàng)可持續(xù)發(fā)展汽車綠塑創(chuàng)新解決方案的新常態(tài)理念。汽車研究機構(gòu)、汽車制造商、汽車零件供應(yīng)商、汽車高分子原才料研究機構(gòu)、生產(chǎn)商，汽車模具制造商、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，變各自為政互相牽手補“短板”揚“長板”，共同開發(fā)從原料到制品回收利用的整個生命周期的全套綠色創(chuàng)新解決方案。

實現(xiàn)汽車件“現(xiàn)實需求”“潛在需求”的綠塑性能和功能為創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展汽車綠塑創(chuàng)新解決方案的新常態(tài)理念。汽車制造鏈的各個環(huán)節(jié)，應(yīng)了解和掌握自己產(chǎn)品的“現(xiàn)實需求”“潛在需求”的綠塑性能和功能，制定全套解決方案，實現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新。

多元山寨化轉(zhuǎn)型專業(yè)自主化創(chuàng)新驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展汽車綠塑創(chuàng)新解決方案的新常態(tài)理念。國內(nèi)較多汽車零部件制造企業(yè)走多元化上規(guī)模，而不是專注創(chuàng)新，能制造種類齊全的產(chǎn)品，但技術(shù)先進并自主開發(fā)的產(chǎn)品很少，眾多核心技術(shù)來自歐、美、日本。專注于某一個領(lǐng)域，綠塑創(chuàng)新越做越深，并且無法替代。日本一個生產(chǎn)汽車軸承的一百來人公司，服務(wù)的客戶卻是豐田、本田、鈴木這些大名鼎鼎的公司，公司認(rèn)為光軸承需要研究的東西就太多了，幾代人都研究不透，哪有精力再去做別的？

安全健康化、生態(tài)環(huán)?；⒘W(xué)性能增強化、生產(chǎn)降耗清潔化、性價比科學(xué)化“五化”原則實施汽車輕量化的可持續(xù)發(fā)展汽車綠塑創(chuàng)新解決方案的新常態(tài)理念。以前輕量化，偏重于以塑代鋼（金屬）的輕量化，忽視了“五化”，顯示不出綠塑取得的提高汽車性能的效果。例如，汽車保險杠的功能是“保險”，其力學(xué)性能必須達到保險的性能，國內(nèi)用PP、ABS塑料取代鋼板成型的保險杠，力學(xué)性能達不到保險的要求，改變了保險杠的功能，變成了裝飾件，降低了汽車的安全性，不符合綠塑輕量化的要求。寶馬公司采用碳纖維復(fù)合材料成型加工保險杠的解決方案，碳纖維復(fù)合材料的保險杠的力學(xué)性能大幅高于鋼板件，并且研發(fā)了經(jīng)濟型加工技術(shù)及回收技術(shù)，達到綠塑輕量化的效果。

2 構(gòu)建專業(yè)化聯(lián)盟理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

專業(yè)化聯(lián)盟是構(gòu)建汽車工業(yè)綠色經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟、生態(tài)經(jīng)濟、環(huán)境經(jīng)濟、能源經(jīng)濟等“新常態(tài)”的可持續(xù)發(fā)展的綠塑創(chuàng)新解決方案的組織模式。

專業(yè)化聯(lián)盟是社會服務(wù)汽車工程發(fā)展商的專業(yè)化部門與汽車制造商企業(yè)之間為綠塑創(chuàng)新同一生產(chǎn)任務(wù)而建立的橫向聯(lián)系，適應(yīng)汽車綠塑零部件綠色細分化的發(fā)展。專業(yè)化把產(chǎn)品及其生產(chǎn)分解為各個相對獨立的綠塑創(chuàng)新單元，而聯(lián)盟又把分解了的各個單元聯(lián)結(jié)成為綠塑創(chuàng)新解決方案的有機整體。

專業(yè)化聯(lián)盟促使現(xiàn)代汽車工業(yè)生產(chǎn)中相互依存的關(guān)系不斷發(fā)展，提高和拓展綠塑持續(xù)創(chuàng)新的發(fā)展空間。發(fā)展專業(yè)化聯(lián)盟，有利于擴大生產(chǎn)批量、提高經(jīng)濟效益；有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本；有利于集中治理環(huán)境污染、改善勞動條件。

專業(yè)化聯(lián)盟可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案把生態(tài)保護準(zhǔn)則列人優(yōu)先考慮的位置。盡量降低在生產(chǎn)和使用過程中的資源使用，提高資源利用率；保證在生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境無污染，減少健康安全風(fēng)險；謀求在生產(chǎn)過程中的廢料最小化，實現(xiàn)廢料的再循環(huán)；產(chǎn)品報廢后易于處置、自然分解和生物降解。

專業(yè)化聯(lián)盟以成型加工一定的綠塑創(chuàng)新的最終產(chǎn)品為目標(biāo)，發(fā)揮社會化的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動的優(yōu)勢，聯(lián)盟協(xié)作提高產(chǎn)品的綠塑創(chuàng)新的技術(shù)含量。專業(yè)化聯(lián)盟有利于采用先進技術(shù)和高效率的設(shè)備。汽車制造主機廠只承擔(dān)裝配和少量關(guān)鍵部件的生產(chǎn)。

專業(yè)化聯(lián)盟內(nèi)容主要包括4個方面：

原材料、技術(shù)、裝備、工藝等綠色創(chuàng)新專業(yè)化聯(lián)盟。以綠色“現(xiàn)實需求”、“潛在需求”為指引，由創(chuàng)新主體集協(xié)作方，組成創(chuàng)新體，發(fā)揮各自綠色創(chuàng)新優(yōu)勢，研發(fā)全套解決方案，風(fēng)險共負，利益共享。

制造專業(yè)化聯(lián)盟。零部件制造商和汽車制造商組成制造專業(yè)化聯(lián)盟，把同類零部件集中起來，實現(xiàn)綠色化及持續(xù)提高綠色技術(shù)含量，采用綠色原材料、綠色工藝進行綠色制造，雙方共同推進零部件綠色技術(shù)含量，不同于傳統(tǒng)的汽車制造商被動采購零部件制造商生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件、通用件。

工藝創(chuàng)新專業(yè)化聯(lián)盟。按生產(chǎn)工藝分解并實現(xiàn)綠色工藝，并把同類工藝集中起來組織專業(yè)化生產(chǎn)，如黏結(jié)、焊接、鑄造等工藝。

技術(shù)后方服務(wù)專業(yè)化聯(lián)盟。以專門完成某種技術(shù)后方服務(wù)工作的專業(yè)化協(xié)作，如工模具制造、設(shè)備維修、物流、回收處理等。

軟件專業(yè)化聯(lián)盟。實現(xiàn)智能化制造的智慧型汽車制造企業(yè)，軟件的研發(fā)必須和軟件研發(fā)商實現(xiàn)專業(yè)化聯(lián)盟才能實現(xiàn)；軟件研發(fā)商和汽車制造企業(yè)實現(xiàn)專業(yè)化聯(lián)盟，軟件才具有科學(xué)實用性。

專業(yè)化聯(lián)盟按其范圍劃分，有部門（或行業(yè)）內(nèi)部和跨部門（或行業(yè)之間）專業(yè)化聯(lián)盟，有區(qū)域內(nèi)或區(qū)域之間、以及跨國之間專業(yè)化聯(lián)盟等。

2.1 構(gòu)建綠色高分子原材料開發(fā)領(lǐng)域?qū)I(yè)化聯(lián)盟理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案[2]

綠色高分子原材料綠塑創(chuàng)新首要性能是安全健康化。安全健康化塑料指原料的合成、加工、制品的成型、應(yīng)用、后處理、廢棄物處理及利用的整個壽命周期不得釋放有損生態(tài)環(huán)境、健康安全的物質(zhì)，或其排放的有害物質(zhì)可處理和在可控范圍之內(nèi)，不影響生態(tài)環(huán)境。

塑料原料開發(fā)商具有開發(fā)高分子原料解決方案的“長板”，但如何使高分子原料的性能和功能符合汽車綠塑“潛在需求”，這是“短板”；汽車制造商具有汽車綠塑發(fā)展方案內(nèi)涵的具體要求的“長板”，但對使用何種高分子原料實現(xiàn)綠塑零部件，這是“短板”。所以，汽車塑料原料開發(fā)商和汽車制造商兩者實現(xiàn)聯(lián)盟，以對方“長板”補自己“短板”，深化“長板”，才能實現(xiàn)并可持續(xù)發(fā)展全套綠塑創(chuàng)新驅(qū)動的解決方案。通用、陶氏、巴斯夫等國際上著名汽車塑料原料領(lǐng)域具有不可動搖的話語權(quán)，領(lǐng)跑汽車高分子材料的發(fā)展，都是長期和汽車制造商合作，了解和掌握汽車零部件綠塑性能和功能的“潛在需求”，研發(fā)功能化、專用化的高分子復(fù)合原料，同時促進本行業(yè)的高分子原料的創(chuàng)新而取得的成果。

汽車塑料原料開發(fā)商成為全套綠塑創(chuàng)新解決方案的先驅(qū)。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)新的新材料，為綠色創(chuàng)新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)商走功能化、專用化的生產(chǎn)途徑，制定長遠的發(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)。陶氏汽車系統(tǒng)定位于專為中高量產(chǎn)汽車市場提供全面的解決方案，推出了旨在提供復(fù)合材料解決方案的產(chǎn)品系列，能夠進一步促進輕量化復(fù)合材料技術(shù)在汽車市場的應(yīng)用。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。由美國杜邦公司的工程技術(shù)人員研制，名為“戴爾瑞ST”的新塑料，這種工程塑料能代替玻璃和金屬的耐高溫和高強度耐磨，是一種把硫基單位結(jié)合進塑料聚合體長鏈中的一種新型材料，有著驚人的耐高溫特性和抗酸石腐刨性，與金屬材料相比有許多優(yōu)點：容易加工；具有突出耐磨、耐腐蝕性；質(zhì)量輕，比重約1.0～1.4，比鋁輕一半，比鋼輕3/4；比強度高；絕緣性能好；節(jié)約能源等，可以用來制造汽車軸承、塑料汽車發(fā)動機、齒輪等許多耐磨損零部件，可以經(jīng)過模壓一次成型，大大減小了加工時間和成本。

2.2 構(gòu)建汽車級碳纖維復(fù)合材料開發(fā)及應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)化聯(lián)盟理念驅(qū)動持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案[3]

碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用于汽車具有劃時代的革命，主要可應(yīng)用于發(fā)動機罩、翼子板、車頂、行李箱、門板、底盤等零部件,實現(xiàn)汽車比強度、比剛度高的高分子復(fù)合材料的環(huán)保輕量化。

開發(fā)汽車級碳纖維分復(fù)合材料及其應(yīng)用技術(shù)是汽車綠塑創(chuàng)新的主要任務(wù)。碳纖維復(fù)合材料生產(chǎn)商融入汽車領(lǐng)域，汽車制造商應(yīng)用碳纖維于綠塑汽車，兩者之間必須結(jié)成聯(lián)盟，開發(fā)汽車級性價比的碳纖維，開發(fā)適合不同汽車件實現(xiàn)碳纖維化的成型加工的碳纖維及其復(fù)合材料，開發(fā)碳纖維化的汽車零部件。

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，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。東邦與美國通用自2011年起就展開了穩(wěn)定的合作關(guān)系，并出資建立了復(fù)合材料應(yīng)用中心，開發(fā)碳纖維及其在汽車上的應(yīng)用。三菱麗陽則與寶馬和西格里集團三方合作, 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。

美國的陶氏化學(xué)汽車系統(tǒng)業(yè)務(wù)部與福特汽車在汽車級碳纖維應(yīng)用的解決方案領(lǐng)域緊密聯(lián)盟，共建研發(fā)團隊，致力于研發(fā)高性能和低成本的汽車級碳纖維及應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)，創(chuàng)新實現(xiàn)大批量成型汽車碳纖維零部件的制造工藝。

以熱塑性塑料為基體、短碳纖維為增強分散質(zhì)。碳纖維增強熱塑性塑料易于成型加工及回收循環(huán)應(yīng)用，強度與剛性高，蠕變小，熱穩(wěn)定性高，線膨脹系數(shù)小，減摩耐磨，不損傷磨件，阻尼特性優(yōu)良。近年來，以熱塑性樹脂為基體的纖維增強熱塑性復(fù)合材料發(fā)展迅猛。2013年10月，帝人公司宣布推出P系列熱塑性顆粒材料適用于復(fù)雜部件的注塑成型。2013年10月，東麗公司宣布推出新的碳纖維增強的聚苯硫醚（PPS）熱塑性注塑顆粒材料，該材料改進了碳纖維和PPS塑料接觸面的黏結(jié)性，提高了抗拉強度，使用該材料制備CFRTP部件，其抗拉強度與鋁鑄件相當(dāng)，質(zhì)量卻輕了近45%。

國內(nèi)碳纖維應(yīng)用于汽車的進展緩慢，成型加工工藝落后，其主要原因還是碳纖維生產(chǎn)商和汽車領(lǐng)域，汽車制造商兩者之間沒有結(jié)成聯(lián)盟，沒有深入研究汽車級碳纖維開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)，寄希望于吃“現(xiàn)成飯”。

強碳纖維復(fù)合材料性能重點研究下述方面：碳纖維復(fù)合材料性能與基體塑料之間的關(guān)系；碳纖維填充率與碳纖維復(fù)合材料性能之間的關(guān)系；碳纖維長度與碳纖維復(fù)合材料性能之間的關(guān)系；碳纖維分布率及去向與碳纖維復(fù)合材料件性能之間的關(guān)系；成型工藝與碳纖維分布率及去向之間的關(guān)系；復(fù)合填充與碳纖維復(fù)合材料性能之間的關(guān)系。

2.3 構(gòu)建黏接領(lǐng)域?qū)I(yè)化聯(lián)盟理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

美國的陶氏化學(xué)汽車系統(tǒng)業(yè)務(wù)部與汽車零件制造商阿斯頓.馬丁公司在汽車零件膠黏解決方案領(lǐng)域緊密聯(lián)盟，根據(jù)阿斯頓?馬丁公司的汽車零件膠黏的解決方案，提供創(chuàng)新的膠黏劑及工藝方案，如BETAMATE?和BETAFORCE?結(jié)構(gòu)膠，幫助其在使用不同基材連接車身結(jié)構(gòu)時，為車輛創(chuàng)造更高安全性以及更優(yōu)異的耐用性、駕駛和操作特性，同時改善燃油經(jīng)濟性，減少二氧化碳排放量。在2016年4月的北京國際車展期間，阿斯頓?馬丁推出了其榮耀DB系列的最新力作——阿斯頓?馬丁DB11車型。DB11采用了陶氏汽車系統(tǒng)業(yè)務(wù)部為其訂制的一款特殊的BETAMATE?結(jié)構(gòu)膠，能夠有效黏合經(jīng)陽極電鍍的鋁材，使車身在減重多達39 kg的情況下，反而具備更好的碰撞性能和耐用性。同時，該結(jié)構(gòu)膠吸收更少水分，可使DB11省去陽極氧化的干燥過程，顯著減少能源消耗。

漢高公司推出的樂泰?3038是一種專為連接難黏基層(包括不同熱膨脹系數(shù)的材料)而設(shè)計的新型不含甲基丙烯酸甲酯的雙組分結(jié)構(gòu)丙烯酸酯的綠色黏合劑。其黏結(jié)強度值可超越玻璃纖維增強聚烯烴材料所能承載的最大限度，也不需要任何耗時或昂貴的預(yù)處理，如火焰處理，蝕刻、電暈或等離子處理等，便可達到零件的強度標(biāo)準(zhǔn)。對于電子涂層鋼和輕質(zhì)低能耗材料，如PP、PE和PBT具有很強的黏合力。對沖擊載荷具有很強的抗沖擊能力。減少并分散黏結(jié)件的局部應(yīng)力集中。樂泰?3038無需機械或熱緊固方面的設(shè)計考慮，在零部件特性和美學(xué)方面賦予了工程師產(chǎn)品設(shè)計的更大自由度。到目前為止，樂泰?3038已被應(yīng)用于眾多領(lǐng)先的汽車品牌之中，如寶馬7系列等。

2.4 構(gòu)建歧管領(lǐng)域?qū)I(yè)化聯(lián)盟理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

通用電氣公司塑料部、CMI國際公司聯(lián)合和通用汽車公司、克萊斯勒汽車公司在汽車進氣歧管領(lǐng)域綠塑解決方案領(lǐng)域緊密聯(lián)盟。根據(jù)進氣歧管綠塑功能和性能，采用玻璃增強的PPS與尼龍和其他工程樹脂的合金為原料，注塑成型進氣歧管，取代鑄造成型的鋁制進氣歧管，具有優(yōu)異的綠塑性能：①提高壽命周期：增強PPS制進氣歧管的耐久性高于或等于鋁制歧管；②節(jié)約能耗和資源：注塑進氣歧管，內(nèi)表面光滑、阻力小，降低了能耗，可采用體積尺寸較小的歧管，節(jié)約了資源，擴大了空間；③提高了輕量化率：塑料進氣歧管質(zhì)量為2.3～3.6 kg同比于質(zhì)量4.5～7.3 kg的壓鑄鋁制歧管，質(zhì)量降低了約50%；④提高能源利用效率：塑料導(dǎo)熱性較低、低溫空氣密度較大，可提高空氣燃料混合比，從而提高發(fā)動機的效率；⑤實現(xiàn)綠色制造：注塑成型進氣歧管為清潔化的一步成型，不需易產(chǎn)生環(huán)境污染的鑄造成型及成形后還需后續(xù)精加工，同時成型費用也較低。

2.5 構(gòu)建傳動軸領(lǐng)域?qū)I(yè)化聯(lián)盟理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

通用汽車公司和杰恩伯格工業(yè)公司在汽車發(fā)動機傳動軸領(lǐng)域綠塑解決方案領(lǐng)域緊密聯(lián)盟，研制一種玻璃增強PPS與鋼的復(fù)合材料汽車工業(yè)用凸輪軸，兼具耐高溫(260℃)、尺寸穩(wěn)定和耐化學(xué)品的綜合性能，同比鋼軸的發(fā)動機噪音低，制造時間由幾小時降低到40 s。

2.6 構(gòu)建照明領(lǐng)域?qū)I(yè)化聯(lián)盟理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

Solvay Advanced Polymers開發(fā)的聚醚砜（PES）用來替代金屬化聚醚酰亞胺（PEI）為的是降低汽車照明頭燈的成本。工程師設(shè)計在205℃下使用的Redel LTG-3000 PES與通常用于照明的PEI具有更高的耐熱溫度、更好抗沖性能和更高的熔體流動性。其抗沖性能比PEI提高了50%，流動性增加了33%，把壁厚降低至少25%，從而降低成本。

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及BMC燈殼專用注塑機，單缸油壓式自動供料裝置，實現(xiàn)穩(wěn)定的進料功能； 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。

2.7 構(gòu)建結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域?qū)I(yè)化聯(lián)盟理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

巴斯夫與汽車領(lǐng)域的客戶在汽車車身和底盤領(lǐng)域綠塑解決方案領(lǐng)域緊密聯(lián)盟，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UltracomTM成套技術(shù)解決方案，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。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零件具備特種的綠色性能和功能。

3 構(gòu)建成型加工設(shè)備制造商的客制化服務(wù)型理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

客制化服務(wù)型內(nèi)涵以汽車件綠色“現(xiàn)實需求”“潛在需求”為中心，整合生態(tài)環(huán)境保護原則與科學(xué)的有效的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)集成，在制品設(shè)計、原料、設(shè)備、成型工藝、物流、后處理、回收利用等生命周期的各個環(huán)節(jié)，根據(jù)生態(tài)環(huán)境價值并利用現(xiàn)代科技的全部潛力，以現(xiàn)代能源技術(shù)、材料技術(shù)、生物技術(shù)、污染治理技術(shù)、資源回收技術(shù)、環(huán)境監(jiān)測技術(shù)、清潔生產(chǎn)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等科學(xué)技術(shù)為指導(dǎo)，以先進的生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，預(yù)先防止對生態(tài)、環(huán)境、能耗、資源、清潔等產(chǎn)生負作用，作在線無縫結(jié)合的全套解決方案，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，實現(xiàn)從根本上保護生態(tài)環(huán)境、防止污染、節(jié)約資源和能源，最終達到對資源和能源的最大利用、環(huán)境污染和排放的最小化，引領(lǐng)汽車“新常態(tài)”可持續(xù)發(fā)展。

汽車綠塑量化的持續(xù)發(fā)展，汽車零部件綠塑的特殊性，綠塑成型加工設(shè)備逐漸從通用成型加工設(shè)備中分離出來，發(fā)展為功能化、專業(yè)化、專用化的汽車領(lǐng)域的成型加工設(shè)備及技術(shù)。適應(yīng)汽車的綠塑發(fā)展，國內(nèi)外有關(guān)塑料機械制造公司積極從事綠色汽車綠塑零部件成型設(shè)備的開發(fā)，并成立專業(yè)研究部門，與汽車制造商密切配合，根據(jù)汽車塑料件、汽車塑料原料的發(fā)展，對設(shè)備、模具、成型工藝等持續(xù)創(chuàng)新。

3.1 構(gòu)建成型加工設(shè)備制造商客制化被動服務(wù)型理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

客制化被動型服務(wù)型的成型加工設(shè)備制造商對綠色成型加工設(shè)備得研發(fā)具有一套成熟的解決方案，但對汽車塑化零部件的發(fā)展及成型加工缺乏解決方案，只能根據(jù)汽車制造商的要求研發(fā)功能化、專業(yè)化、專用化成型加工設(shè)備及技術(shù)，并賦予成型加工設(shè)備及技術(shù)的綠色內(nèi)涵，實現(xiàn)綠色成型加工。國內(nèi)的成型加工設(shè)備制造商不懂塑料原料及成型工藝，難以獨立擔(dān)當(dāng)“潛在需求”的全套解決方案，都為被動型服務(wù)型，處在汽車件成型加工解決方案的價值鏈的低端。

2015 年3 月24 日，海天塑機為東風(fēng)雷諾汽車有限公司定制的第一套JU33000II 綜合注射成型系統(tǒng)(“風(fēng)雷一號”)完成調(diào)試，并正式投入批量化生產(chǎn)。JU33000II 綜合注射成型系統(tǒng)是海天根據(jù)東風(fēng)雷諾汽車有限公司項目需求，全新打造的綜合自動化汽車飾件成型生產(chǎn)線。集注塑系統(tǒng)、取出系統(tǒng)、供料系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、自動換模、自動預(yù)熱系統(tǒng)、水電油路自動接插、機械手治具自動交換等系統(tǒng)于一體。該套設(shè)備采用特殊的雙螺桿設(shè)計，可在一臺設(shè)備上同時滿足保險杠、后備門、翼子板等不同原料制品的生產(chǎn)需要。該自動化成型系統(tǒng)適應(yīng)性強，響應(yīng)迅速，可實現(xiàn)全程無需人工干預(yù)的高度自動化生產(chǎn)。可切換的雙注射單元結(jié)構(gòu)，能根據(jù)注塑工廠的生產(chǎn)操作計劃，自動轉(zhuǎn)換，并與供料系統(tǒng)、計量設(shè)備同步；面向不同材料類型，不同產(chǎn)品類型，不同尺寸規(guī)格的汽車飾件制品，實現(xiàn)多品種，小批量，快切換的混線生產(chǎn)。

寧波永生塑料機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。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、注塑機配套換模裝置功能、配套取件機械手裝置功能等等，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。

3.2 構(gòu)建成型加工設(shè)備制造商客制化主動服務(wù)型理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

客制化主動型服務(wù)的成型加工設(shè)備制造商，在長期與汽車制造商合作進程中，由被動型變?yōu)橹鲗?dǎo)型，在汽車件的綠塑創(chuàng)新驅(qū)動的“現(xiàn)實需求”和“潛在需求”上具有話語權(quán)，創(chuàng)新研發(fā)的功能化、專業(yè)化、專用化成型加工設(shè)備及技術(shù)成為汽車件制造商實現(xiàn)汽車件綠塑創(chuàng)新驅(qū)動的關(guān)鍵裝備，成為汽車制造鏈上的關(guān)鍵節(jié)點。客制化主動型服務(wù)的成型加工設(shè)備商都為國際上知名的成型加工設(shè)備制造商，處在汽車件成型加工解決方案的價值鏈的高端，主導(dǎo)綠塑汽車件的持續(xù)發(fā)展。

MuCell 微發(fā)泡注塑是一項革新的精密注塑技術(shù)，可顯著減輕制件的重量、縮短成型周期，并極大地改善了制件的翹曲變形和尺寸穩(wěn)定性。Engel公司開拓MuCell微孔發(fā)泡汽車注塑機，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20%的組件重量，從而明顯減少碳足跡。用于制造汽車內(nèi)外飾件的Duo 600 pico機器，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，直接減低成本，保證了產(chǎn)品在市場上的競爭力。

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。住友德馬格為客戶制定整套的解決方案，為客戶及時準(zhǔn)確地解決出現(xiàn)的一切難題，例如，專門派德國工程師常駐莫仕汽車連接器（成都）有限公司，指導(dǎo)培訓(xùn)員工，解決方案實施工程中的產(chǎn)生的問題，及時提出解決方案，保證正常生產(chǎn)。

4 構(gòu)建汽車注射成型創(chuàng)新技術(shù)驅(qū)動理念可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

注射成型技術(shù)獨有的精密、環(huán)保、資源節(jié)約、節(jié)能降耗、批產(chǎn)低成本的綠色性能，成為汽車結(jié)構(gòu)件成型加工技術(shù)綠塑創(chuàng)新解決方案的首選的成型技術(shù)及成型技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)技術(shù)，并有通用設(shè)備、通用技術(shù)延伸發(fā)展為汽車結(jié)構(gòu)件成型的專用設(shè)備、專用技術(shù)。

4.1 構(gòu)建液態(tài)金屬注射成型創(chuàng)新技術(shù)理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

液態(tài)金屬又稱非晶合金，熔點較低，有著接近于零的收縮，超急冷凝固，凝固時原子來不及有序排列結(jié)晶，因而具備了許多獨特的性能：優(yōu)異的耐蝕性、耐磨性、高強度、高延展性、高硬度、質(zhì)量輕等優(yōu)點等等。在設(shè)計方面，液態(tài)金屬合金相較于以前能夠提供更大的自由度?；谄嚵悴考亩鄻有?、精度壽命周期性等綠塑創(chuàng)新，液態(tài)金屬在汽車領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間。

液態(tài)金屬注射成型技術(shù)是注塑成型技術(shù)的創(chuàng)新拓展。從模型中注射成型的零部件常常能夠超越最精準(zhǔn)的CNC技術(shù)，可以實現(xiàn)接近光學(xué)的表面光潔度，達到高精密度是液態(tài)金屬注射成型工藝顯示出最重要的一項質(zhì)量特征。注塑成型加工與金屬注塑成型（MIM）和CNC加工相比，液態(tài)金屬的注塑成型為實現(xiàn)“更高的效率以及自動化與工藝的更高程度的集成”等制造理念創(chuàng)造了條件。液態(tài)金屬采用注塑成型的方式進行加工，僅需較短的循環(huán)周期，其生產(chǎn)循環(huán)時間在2～3 min之間，比CNC的加工時間明顯縮短；澆口料能夠回收利用，無廢料堆積。

液態(tài)金屬注射成型技術(shù)汽車綠色化發(fā)展帶來了新的機遇。汽車的發(fā)動機正時系統(tǒng)、噴油嘴、內(nèi)外飾零部件、安全性組件、泵、傳感器，以及重負載連接器等等400 g以下的零部件都可以用液態(tài)金屬注射成型件，不僅可以獲得性能優(yōu)異的零部件，還可以獲得良好的經(jīng)濟效益，實為汽車零部件制造的良好選擇。利用液態(tài)金屬高硬度、高耐磨的特性，制造汽車發(fā)動機中的液壓油缸、活塞環(huán)、噴油嘴等耐磨零部件，可大幅提高使用壽命。

液態(tài)金屬的注射成型工藝不應(yīng)該只被看做是一個替換過程，而是看做一個可通過靈活設(shè)計獲得獨特性能的成型工藝。液態(tài)金屬采用注塑成型的方式進行加工，實現(xiàn)一步到位制造結(jié)構(gòu)高度復(fù)雜的金屬部件，并且其精度和表面質(zhì)量，遠遠優(yōu)于普通的鑄造，即使是復(fù)雜的三維形狀以及非常精細的結(jié)構(gòu)也能以出色的再現(xiàn)性和高效的材料利用率而被成型出來，使得高品質(zhì)金屬部件的制造發(fā)生了革命性的變化。

液態(tài)金屬的技術(shù)壁壘很高，尤其是“大塊成型”難題成為制約其規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。內(nèi)外飾零部件、400 g以上的汽車零部件等均屬于大塊成型，這意味著要想大面積推廣液態(tài)金屬，必須掌握大塊成型的核心技術(shù)。其次，目前涉足液態(tài)金屬的廠商鳳毛麟角，產(chǎn)能難以快速擴張。美國液態(tài)金屬公司擁有全球最核心、最頂尖和覆蓋范圍最廣的液態(tài)金屬材料配方、關(guān)鍵加工技術(shù)等相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)（128項專利），是全球液態(tài)金屬行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)制定者。宜安科技擁有大塊成型工藝、材料成分和設(shè)備制造等三大核心技術(shù)，是目前為止全球唯一一家具備大型塊狀非晶金屬成型能力的企業(yè)，入股美國液態(tài)金屬公司，向其輸入大塊成型的技術(shù)訣竅后，將憑著低成本的原料、模具以及自主研發(fā)的成型設(shè)備和加工技術(shù)，從根本上解決其短板，有望將液態(tài)金屬產(chǎn)品快速推向全球。

恩格爾[4]是全球唯一能夠為液態(tài)金屬材料的加工提供注塑機和整合的系統(tǒng)解決方案的供應(yīng)商。恩格爾以全電動機器系列e-motion 為基礎(chǔ)開發(fā)了一種新型Liquidmetal 液態(tài)金屬材料注塑機,一種金屬注塑(MIM)和CNC 加工的替代技術(shù)。Liquidmetal 機器與用于塑料加工的普通注塑機之間的差別，主要是注塑單元不同。液體金屬合金有從圓棒切削的碎塊材料形式，這些坯料自動供入熔化腔中，在高真空條件下感應(yīng)加熱熔化。機器不采用螺桿，而用柱塞將熔化的金屬合金注入控溫模具中。在無氧條件下快速冷卻就會形成無定形結(jié)構(gòu)，從而使材料具有優(yōu)異的特性?？梢栽谳^短的周期時間內(nèi)一步法制造可直接使用的具有極高表面質(zhì)量的部件。加工周期介于2～3 min之間，與CNC加工所需時間相比大幅縮短。另一個優(yōu)點是沒有廢料積聚，因為注道殘料可以回收。

4.2 構(gòu)建汽車水輔注塑碳纖維增強復(fù)合材料成型創(chuàng)新技術(shù)理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

水輔助技術(shù)由德國Maximator GmbH 開發(fā)，該公司向?qū)汃R在德國蘭茨胡特的工廠提供了汽車水輔注塑碳纖維增強復(fù)合材料的成套設(shè)備，用來生產(chǎn)CFRP 車頂結(jié)構(gòu)件的曲型部分。該成套設(shè)備包括水處理單元和壓力單位，為寶馬量身定做。特殊水射器具有多種集成的單片閥門，比噴射通常使用水輔注塑產(chǎn)生更強大水壓。閥和壓力單元的近距離是成功的關(guān)鍵。以往的類似組件采用泡沫芯，外面加上碳纖維編織層，最后通過注射環(huán)氧樹脂浸漬。最新技術(shù)則用塑料軟管取代了泡沫芯，在碳纖維編織過程中保持在壓縮模內(nèi)，并施加以水壓。樹脂固化后再除去余水。高設(shè)備采用高溫、純凈的軟化水，加上特定的金屬合金，確保不會發(fā)生腐蝕。熱水把固化過程和生產(chǎn)循環(huán)時間最小化，可進行大規(guī)模生產(chǎn)。在開發(fā)過程中，設(shè)備制造商、模具制造商和環(huán)氧樹脂的供應(yīng)商進行了密切合作。

寶馬公司通過成本、工藝和模式上的突破，開創(chuàng)了碳纖維在汽車上大批量應(yīng)用的新時代，為其它車廠樹立了成功榜樣。該公司計劃到2020 年將碳纖維車身制造成本降低到和鋁合金相當(dāng)，屆時汽車的綠色化有望得到大幅度提高，主要體現(xiàn)在安全化、輕量化、環(huán)保化、新能源化等。

國內(nèi)水輔注塑主要用于全塑件注射成型，主要目的提高表面光潔度的質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)抓緊開發(fā)汽車水輔注塑碳纖維增強復(fù)合材料成型技術(shù)，設(shè)備研發(fā)的重點是模具及水輔系統(tǒng)。

4.3 構(gòu)建多色注塑成型創(chuàng)新技術(shù)理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

近年隨著汽車的發(fā)展，大型化雙色注塑、多色注塑裝備及技術(shù)成為汽車制造廠商提升飾件自身的競爭性、建立差異化的綠塑創(chuàng)新的解決方案。

廣州博創(chuàng)智能裝備股份有限公司在多色注塑領(lǐng)域建立起巨大的技術(shù)優(yōu)勢及品牌優(yōu)勢，轉(zhuǎn)盤實現(xiàn)差異化和模塊化設(shè)計，自主開發(fā)了全球最大多色注塑機的RP2340 平面轉(zhuǎn)盤，裝配在2 200 t雙色注塑機上。RP2340 轉(zhuǎn)盤的圓盤直徑2.15 m，高度2.78 m，重達8 t。主要特點：全新中心運水軸無負載式設(shè)計；旋轉(zhuǎn)動力驅(qū)動配以德國伺服電機及行星減速器，保證驅(qū)動精度和扭矩，回轉(zhuǎn)間隙控制在1～5′；轉(zhuǎn)盤使用特殊的耐磨材料，配合專利設(shè)計的環(huán)形軸承，來達到降低磨擦系數(shù)效果；特殊設(shè)計承托機構(gòu)，用于抵消軸承徑向間隙，防止轉(zhuǎn)盤承受負載后出現(xiàn)下垂現(xiàn)象；圓盤開始轉(zhuǎn)動前，無需用機械裝置升離底座；來消除所謂兩個平面的磨擦力；轉(zhuǎn)盤工作方式有0°—180°—0°，0°—120°—240°—0°，0°—240°—120°—0°，配以高脈沖數(shù)旋轉(zhuǎn)編碼器，保證轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)精度，最終定位采用機械插銷式定位，定位精度0.02 mm 以內(nèi)，且兩工位和三工位可任意切換，只需在操作面板上設(shè)置即可；轉(zhuǎn)盤配2 組冷卻運水和2 組液壓抽芯，運水耐溫達到160℃，液壓抽芯最高工作壓力8 MPa；轉(zhuǎn)盤最大負載18 t，盤面最大轉(zhuǎn)動速度22 rad/min，0～180°只需1.5 s。設(shè)備銷往英國，主要為客戶生產(chǎn)捷豹、阿斯頓馬丁、路虎等高端汽車的零部件。

4.4 構(gòu)建注射壓縮---背部復(fù)合成型創(chuàng)新技術(shù)理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案[5]

注射壓縮有利于降低制品內(nèi)應(yīng)力、提高制品幾何和尺寸精度的壽命周期，背部注射?？稍黾又破返墓δ芗疤岣咧破返沫h(huán)保性能和清潔度，兩者成型技術(shù)結(jié)合為一體，實現(xiàn)汽車領(lǐng)域綠塑制品創(chuàng)新驅(qū)動的“潛在需求”的功能和性能。

注射壓縮-背部復(fù)合成型技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動環(huán)保安全型汽車塑料車窗。環(huán)保安全型汽車塑料車窗主體為PC塑料，面層為PMMA薄膜。PMMA薄膜使用吹塑成型的，因為吹塑薄膜在膜泡的冷卻線處有細微的瑕疵，當(dāng)薄膜受到相反方向（汽車內(nèi)部）的沖擊處于張力狀態(tài)下時，易于從此處斷裂，這種“方向性缺陷”機理能夠使乘客在遭遇事故時打破車窗；第二代SPDSmart PMMA能夠阻擋超過99%的紫外線，可以減少空調(diào)的使用從而節(jié)約能源。注射壓縮成型，使底層PMMA薄膜處于低壓狀態(tài)之下進行背部

注射，保證了面層PMMA薄膜光學(xué)質(zhì)量和完整性，保證了PMMA薄膜的自身固有性能不變。成型工序中，先把切割成形的PMMA薄膜放入模腔內(nèi)，然后用PC材料進行背部注射壓縮成型。

4.5 構(gòu)建鎂合金半固態(tài)觸變創(chuàng)新注射技術(shù)理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

汽車輕量化創(chuàng)新解決方案是實現(xiàn)比強度、比剛度高及比密度更低的輕量化，比強度、比剛度低的輕量化的解決方案將退出汽車輕量化的應(yīng)用領(lǐng)域。

鎂合金[6]作為一種綠色環(huán)保合金 ,由于其自身的密度小，比強度、比剛度高，尺寸穩(wěn)定性好，電磁屏蔽好及價格穩(wěn)定等特點，鎂合金被認(rèn)為是“21世紀(jì)的綠色工程結(jié)構(gòu)材料”，應(yīng)用于汽車領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間。

美國Dow Chemical公司根據(jù)塑料注射成形原理,開發(fā)出了用于鎂合金半固態(tài)成形的觸變注射成形工藝。鎂合金半固態(tài)觸變注射技術(shù)把注射塑化、觸變成形、半固態(tài)成形等三種技術(shù)合為一體，集半固態(tài)金屬漿料的制備、輸送和成形過程于一體，鎂錠無需預(yù)熱及熔化,成形工藝簡單、成本低,鑄造溫度比傳統(tǒng)壓力鑄造的溫度低90～120℃, 金屬無需熔融處理,避免了鎂合金熔化損害;半固態(tài)成形鎂合金的孔隙率為0.4%～1.8%, 而普通壓鑄成形的鎂合金孔隙率為2.5%～3.0%, 改善了制件質(zhì)量,制件的力學(xué)性能得到提高，目前唯一用于鎂合金工業(yè)化生產(chǎn)的半固態(tài)成形技術(shù)，適合形狀復(fù)雜、致密度高的零部件的生產(chǎn)，與傳統(tǒng)的鑄造工藝相比具有許多優(yōu)點，被稱為是21世紀(jì)新一代的近凈形技術(shù)。

鎂合金半固態(tài)觸變注射技術(shù)已開始在國外投入實際應(yīng)用。美國的 A EMP 公司是世界上首家具備 SSM商業(yè)化生產(chǎn)能力的廠家，該公司使用電磁攪拌技術(shù)生產(chǎn)出供觸變成形用的圓錠。美國Alumax金屬公司和Thixmat公司采用鎂合金半固態(tài)觸變注射技術(shù)已生產(chǎn)出圓片離合器、油泵箱、齒輪箱等鎂合金汽車零件。積極研制大型汽車零件，如汽車儀表板、車門、轎車坐椅支架等。

目前國內(nèi)鎂合金半固態(tài)注射成型的工業(yè)化應(yīng)用處于起步階段，產(chǎn)業(yè)規(guī)模較小，所采用的設(shè)備基本上為國外進口。

華中科技大學(xué)研制了集半固態(tài)漿料制備、輸送和注射成形于一體的半固態(tài)鎂合金流變注射成形機。

伊之密精密機械股份有限公司2009年開始半固態(tài)成注射成型技術(shù)的研發(fā)及原理樣機的制造， 2014年主導(dǎo)制定了《半固態(tài)鎂合金注射成型機》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。歷時六年創(chuàng)新開發(fā)的第二代半固態(tài)鎂合金注射成型機UN650MGII，融合國際最先進技術(shù)水平，通過系統(tǒng)地研究鎂合金半固態(tài)注射成型的工藝技術(shù)，經(jīng)過多次的技術(shù)改進及試驗，在掌握了能夠滿足鎂合金制備漿料的溫度成型要求的原理后，最后完成了樣機的試制。該機可以成型復(fù)雜的鎂合金制品，具有成型制品精度高、表面質(zhì)量好的特點，其最高注射速度已經(jīng)達到5 m/s，同時從零加速到 5 m/s僅需要12 ms，不需要SF6 保護氣體(SF6 是溫室效應(yīng)氣體，它對溫室效應(yīng)的影響相當(dāng)于CO2的約25 000 倍)，在高速注射閉環(huán)控制技術(shù)、料管組件、高速開合?？刂萍夹g(shù)等關(guān)鍵部件取得了重大突破。

我國汽車行業(yè)的跨躍式發(fā)展為鎂合金半固態(tài)注射成型技術(shù)的理論研究和工業(yè)應(yīng)用提供了廣闊的發(fā)展舞臺，應(yīng)用于汽車行業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景。

5 構(gòu)建石墨烯電池創(chuàng)新技術(shù)理念驅(qū)動可持續(xù)發(fā)展綠塑創(chuàng)新解決方案

電動汽車?yán)m(xù)航里程和充電時間長，長時間制約中國電動汽車進一步發(fā)展的一個關(guān)鍵障礙。

電動汽車能源系統(tǒng)的綠塑創(chuàng)新解決方案：充電時間10 min，充電一次行駛里程200 km。汽車制造商不可能實現(xiàn)電動汽車能源系統(tǒng)的綠塑創(chuàng)新解決方案。

石墨烯能量密度超過鋰離子電池，功率密度也高于超級電容。石墨烯取代傳統(tǒng)電池的電極材料，生產(chǎn)的超級石墨烯電池，續(xù)航更高、性能更加穩(wěn)定，適用于新能源汽車發(fā)展。

美、歐石墨烯電池從實驗室走向應(yīng)用階段。美國特斯拉的高性能石墨烯電池，相比目前的容量增長近70%。2014年12月底，特斯將2年前停產(chǎn)車型Roadster重新升級后推出，其續(xù)航里程由393 kW提升到了644 kW，高出原版64%。西班牙的石墨烯電池，續(xù)航里程1 000 kW，幾乎接近北京到上海的直線距離，遠超出傳統(tǒng)汽車一箱油的行駛距離，而且8 min就可以充滿。正道集團與美國加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）合作建立的UCLA-正道石墨烯研究中心再次發(fā)揮了巨大的作用，該中心目前已經(jīng)制造出了石墨烯鋰硫電池樣品，能量密度達到了300 Wh/kg。

以石墨烯為代表的新材料已納入“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃中。國內(nèi)石墨烯電池的上游研發(fā)與實際應(yīng)用脫節(jié)，行業(yè)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致石墨烯概念炒作熱而市場冷的問題。汽車制造商應(yīng)與石墨烯電池研發(fā)者構(gòu)建全套解決方案，加快速度實現(xiàn)汽車石墨烯電池的產(chǎn)業(yè)化，否則到時又要高價進口，處在電動汽車價值鏈的低端，喪失汽車電動化發(fā)展的機遇。

石墨烯電池一旦大規(guī)模應(yīng)用到電動車上，對整個行業(yè)將是顛覆性的，純電動汽車的普及將大大提前，這種技術(shù)變革甚至?xí)δ壳捌囀袌龅母窬之a(chǎn)生顛覆性影響，對充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等都將產(chǎn)生重要影響。國內(nèi)汽車制造商應(yīng)與石墨烯電池研發(fā)者構(gòu)建全套解決方案，加快速度實現(xiàn)汽車石墨烯電池的產(chǎn)業(yè)化，否則到時又要高價進口，處在電動汽車價值鏈的低端，喪失汽車電動化發(fā)展的機遇。

6 結(jié)語

中國汽車工業(yè)實現(xiàn)突破，必須在綠塑創(chuàng)新解決方案上有所創(chuàng)造，首選改變傳統(tǒng)的“山寨”理念，樹立自主創(chuàng)新的可持續(xù)發(fā)展理念，在節(jié)能、環(huán)保、安全和新能源等方面綠塑創(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)濟的發(fā)展，才能實現(xiàn)汽車“中國制造2025”。

[1] 張友根.基于“新常態(tài)”戰(zhàn)略的汽車塑料工程綠塑創(chuàng)新驅(qū)動的分析研究[J]. 橡塑技術(shù)與裝備，2015,41(20):20～50.

[2] 張友根. 淺議Cinaplas?2014塑料工程綠色化解決方案的科學(xué)發(fā)展及展望[J]. 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2015,27(3):56～59.

[3] 李一軍. 淺談碳纖維復(fù)合材料成型工藝技術(shù)[J]. 廣東科技，2012,21:202.

[4] 恩格爾公司.全新特性的液態(tài)金屬讓高品質(zhì)金屬部件的制造發(fā)生徹底改變[J].PT現(xiàn)代塑料，2016,6:20.

[5] 張友根. 汽車塑料件成型新技術(shù)[J].第二屆全國高分子材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集：133～139.

[6] 鄧輝，郭學(xué)鋒，黃丹，崔紅保.鎂合金半固態(tài)成形技術(shù)的研究和發(fā)展[J].熱加工工藝，2011,40(23):9～13.

Construct the new normal concept driven innovative solutions for sustainable development of automotive green plastic

Construct the new normal concept driven innovative solutions for sustainable development of automotive green plastic

Zhang Yougen
(Pudong New Area, Shanghai 21200, China)

This paper puts forward the concept of constructing the new normal concept driven innovative solutions for sustainable development of automotive green plastic, studies the construction of professional alliance concept of 7 specialized f elds driven sustainable development green plastic innovative solutions, studies the construction of customized service concept of molding processing equipment manufacturers driven sustainable development green plastic innovative solutions, studies the construction of innovative technology of automobile injection molding concept driven sustainable development green plastic innovative solutions, studies the construction of graphene battery innovation concept driven sustainable development green plastic innovative solutions, and points out that China's auto industry must be created in the green plastic innovation to achieve the third industrial revolution in the automobile industry.

automobile; new normal; green plastic innovation; research

TQ320.1

1009-797X(2016)24-0001-09

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.24.001

(R-03)

張友根，男，教授級高級工程師，終生享受國務(wù)院政府特殊津貼，現(xiàn)主要從事塑料機械的科學(xué)發(fā)展工作。

2016-07-07