PDCPD材料及其輕量化技術(shù)在房車上的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：聚雙環(huán)戊二烯（PDCPD）；房車開發(fā)；輕量化

0 前言

隨著人們對(duì)自由行和戶外生活方式的追求不斷提高，房車作為一種便捷舒適的移動(dòng)式住宅逐漸受到了廣泛關(guān)注和青睞。智能科技的不斷進(jìn)步，推動(dòng)了房車行業(yè)快速發(fā)展，當(dāng)前智能雙發(fā)電能管理系統(tǒng)已經(jīng)在房車行業(yè)得到了大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用［1］，極大提高了房車用電的便捷性。

近年來(lái)，電動(dòng)化已成為交通行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)，對(duì)于房車制造商來(lái)說(shuō)，新能源車型成為一種新的發(fā)展方向，如增程式新能源房車［2］。為滿足房車用戶的用電需求，房車上使用的新能源電池容量越來(lái)越大，電池組容量已從匹配智能雙發(fā)電能管理系統(tǒng)的14 kW·h 提升到匹配增程式混合動(dòng)力系統(tǒng)的30～40 kW·h。電池容量增大的同時(shí)，電池的質(zhì)量和體積也隨之增大，使得新能源房車的整備質(zhì)量也在增大，這是個(gè)無(wú)法忽視的問(wèn)題。因此，為提高房車駕駛性能和燃油經(jīng)濟(jì)性，需要對(duì)房車車身進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，在兼顧車身高強(qiáng)度、高耐用性和安全性能的前提下，盡可能降低車身總質(zhì)量。

在這一背景下，材料科學(xué)的發(fā)展為房車制造業(yè)提供了新的解決方案。聚雙環(huán)戊二烯（PDCPD）材料作為一種新型復(fù)合材料，具有優(yōu)異的強(qiáng)度、耐腐蝕性和成型性能，已經(jīng)在汽車、航空航天等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文介紹PDCPD 材料的基本特性及其在房車制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀，探討將PDCPD 材料及其輕量化技術(shù)應(yīng)用于房車制造的可行性和優(yōu)勢(shì)，以及PDCPD 輕量化技術(shù)對(duì)房車制造業(yè)的重要意義，以期為房車輕量化解決方案提供理論與實(shí)踐基礎(chǔ)。

1 輕量化需求

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)主流自行式房車主要有2 種：一種是B 型房車，由房車制造商在完整的輕客車體內(nèi)部進(jìn)行內(nèi)飾設(shè)計(jì)與改裝；另一種為C 型房車，是在輕客底盤的后部空間加裝廂體并進(jìn)行內(nèi)飾設(shè)計(jì)。B型房車外觀相對(duì)小巧，車內(nèi)設(shè)施精致，外觀不張揚(yáng)，可在滿足短途旅行的同時(shí)兼顧城市使用。而C型房車的特點(diǎn)是自身具備動(dòng)力系統(tǒng)，相較于B 型房車，其空間更寬敞，設(shè)備更齊全，除配備了影音娛樂系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、沙發(fā)座椅、洗衣機(jī)、微波爐等設(shè)施外，部分車型還帶有拓展機(jī)構(gòu)，可進(jìn)一步釋放車內(nèi)空間，因此C 型房車是當(dāng)前國(guó)內(nèi)最受歡迎、保有量最大的車型。然而C 型房車在擁有更大空間的同時(shí)，廂板的質(zhì)量會(huì)比B 型房車更大，加之復(fù)雜的側(cè)拓、后拓機(jī)構(gòu)，以及質(zhì)量和體積越來(lái)越大的電池組等設(shè)備，C 型房車在滿足功能需求的同時(shí)，也面臨著整車質(zhì)量過(guò)大、耐久性不足、操控性下降等問(wèn)題，影響了其行駛穩(wěn)定性和使用壽命，嚴(yán)重的情況下還會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng)等安全性問(wèn)題。因此，尋找輕量化材料并應(yīng)用于房車制造成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

2 PDCPD 材料輕量化技術(shù)

2. 1 PDCPD材料

常規(guī)的房車內(nèi)外飾件生產(chǎn)工藝通常包括鈑金工藝、廂板工藝、注塑工藝、吸塑工藝和玻璃鋼工藝等流程。鈑金工藝加工成本低，但造型受限，且批量生產(chǎn)穩(wěn)定性和一致性較差。廂板工藝較為成熟，但只能是二維平面，無(wú)法實(shí)現(xiàn)房車的造型，而且?guī)骞に嚨目删S修性較差，一旦受到外力撞擊就難以修復(fù)，需要更換完整廂板。注塑工藝是汽車業(yè)常用的生產(chǎn)工藝，尺寸精度好，單件成本低，但模具非常昂貴，僅適合于大批量生產(chǎn)的零件。吸塑工藝模具雖然比注塑工藝便宜，但零件尺寸穩(wěn)定性不足，厚度不均勻，尤其切邊尺寸精度不足，與周邊零件匹配度不佳，導(dǎo)致間隙大小不一致，美觀性不足，需要采用打膠工藝來(lái)遮蓋部分間隙，此外，受限于密封膠的化學(xué)性能，隨著時(shí)間的推移，密封膠極易產(chǎn)生開裂進(jìn)而導(dǎo)致漏水。玻璃鋼工藝相比普通塑料材質(zhì)具有強(qiáng)度大、剛度高、收縮率低、便于連接的特點(diǎn)，但其生產(chǎn)過(guò)程粉塵較多，且切邊打磨材料難以回收和降解，并且玻璃鋼密度大于常規(guī)塑料件，在輕量化應(yīng)用上并無(wú)優(yōu)勢(shì)。

PDCPD材料是目前在高分子材料領(lǐng)域中出現(xiàn)的一種新型材料，該材料具有較高的抗沖擊性，良好的耐化學(xué)腐蝕性和高熱溫度變形性能，收縮率小，尺寸穩(wěn)定性能優(yōu)異，還具有較好的涂飾性能，可以適應(yīng)各類油漆噴涂，并可一步成型為體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不同壁厚的材料。因此，這種新型材料受到越來(lái)越多房車制造商的認(rèn)識(shí)、重視和使用，可以極大簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝流程，為房車輕量化技術(shù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

2. 2技術(shù)原理

雙環(huán)戊二烯（DCPD）來(lái)源于石油裂解得到的副產(chǎn)物，經(jīng)催化劑作用，并經(jīng)過(guò)開環(huán)、聚合生成PDCPD［3］。如圖1 所示，在PDCPD 材料的工業(yè)化生產(chǎn)中，一般采用反應(yīng)注射成型模式，將DCPD 單體、主副催化劑、添加劑等原材料分為A、B 兩種組分，并按一定比例加壓注入已加熱的模腔中，混合液在模腔中快速聚合反應(yīng)［4］，冷卻后可成為各式各樣的產(chǎn)品。

3 PDCPD 材料在房車上的應(yīng)用

3. 1 需求分析

房車作為一種移動(dòng)式住宅，其輕量化有助于降低能源消耗，減輕車身負(fù)重，提升房車行駛的穩(wěn)定性，還可為房車提供更大的裝備空間和舒適性，提高用戶體驗(yàn)。傳統(tǒng)房車材料常常容易受到腐蝕、老化等影響，導(dǎo)致房車使用壽命較短。而采用耐腐蝕、高強(qiáng)度的輕量化材料可以有效延長(zhǎng)房車的使用壽命。

隨著人們追求更精致的戶外生活，由4 驅(qū)皮卡底盤改造的皮卡房車應(yīng)運(yùn)而生，該款房車不僅擁有一般C 型房車和B 型房車不具備的通用性和越野性能，還具備乘用車的靈活操控性，因此，皮卡房車更需要應(yīng)用輕量化技術(shù)。

3. 2應(yīng)用案例

上汽大通探索家星際H 升頂皮卡房車是一款基于原廠星際H 高端4 驅(qū)皮卡底盤開發(fā)的升頂房車，該產(chǎn)品經(jīng)過(guò)了輕量化設(shè)計(jì)，裙邊大量采用PDCPD 材料，整車較競(jìng)品房車質(zhì)量減少了268 kg。該款房車輕量化成果包括舒適包、儲(chǔ)物包、越野包等選配項(xiàng)，為用戶提供了更多的喜好選擇，極大提升了越野皮卡房車駕駛操控性。該房車與競(jìng)品車型裙邊材料對(duì)比見表1 和圖2。

4 應(yīng)用效果

在本應(yīng)用案例中，采用PDCPD 材料及其輕量化技術(shù)后的應(yīng)用效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1） 有效降低整車質(zhì)量。PDCPD 材料具有優(yōu)異的輕量化特性，與金屬板材和玻璃纖維等傳統(tǒng)材料相比，其密度更低，可以有效減輕房車整車質(zhì)量268 kg，提高了車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛穩(wěn)定性。

（2） 新材料的裙邊可以對(duì)車身形成有效的保護(hù)。PDCPD 材料具有出色的抗拉強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度，可以在實(shí)現(xiàn)房車輕量化的同時(shí)，保持車身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。當(dāng)皮卡房車在戶外越野時(shí)，采用PDCPD 材質(zhì)的裙邊可以有效保護(hù)車身鈑金及廂板結(jié)構(gòu)，為用戶提供更可靠的行駛保障。

（3） 有效延長(zhǎng)房車的使用壽命，減少車輛維護(hù)和修復(fù)成本。PDCPD材料具有良好的耐腐蝕性，具備抗化學(xué)腐蝕及抗高低溫變形能力，能夠抵御酸堿性化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，確保房車長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

（4） 改善外觀設(shè)計(jì)。PDCPD材料具有優(yōu)良的成型性，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀和細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)，為房車外觀設(shè)計(jì)注入更多的創(chuàng)意和個(gè)性化元素，提升車輛的審美價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著人們生活水平的提高和對(duì)自由、戶外生活方式的追求，房車市場(chǎng)有望得到進(jìn)一步發(fā)展，房車及其制造業(yè)也將進(jìn)一步向智能化、科技化、定制化方向轉(zhuǎn)型。在房車制造過(guò)程中，運(yùn)用成型性能良好的PDCPD 材料及其輕量化技術(shù)，有效推動(dòng)房車行業(yè)與智能科技相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更多個(gè)性化定制和智能化功能，滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。

PDCPD 材料及其輕量化技術(shù)在房車制造領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊，既能降低房車整體質(zhì)量，又能保證車身結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，同時(shí)還具備良好的耐腐蝕性和外觀設(shè)計(jì)的靈活性，有望成為推動(dòng)房車制造業(yè)發(fā)展的重要應(yīng)用材料，為房車制造業(yè)帶來(lái)全新的發(fā)展機(jī)遇。