汽車座椅如何實(shí)現(xiàn)輕量化？——專訪重慶宏立至信技術(shù)中心總工陳元定

汽車輕量化是當(dāng)今國(guó)際汽車制造業(yè)的一大發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于汽車輕量化，其范圍大致包括車身、底盤、發(fā)動(dòng)機(jī)和內(nèi)外飾件等。由于內(nèi)外飾件相對(duì)較好的受力條件及工況，輕量化實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)容易，受到了汽車制造商的廣泛關(guān)注。而作為汽車內(nèi)外飾件中最大的零部件之一的汽車座椅，在滿足舒適性、安全性和美觀性的條件下，如何制作得更加輕盈自然成了汽車部件制造商追求的目標(biāo)。

重慶宏立至信汽車部件制造有限公司成立于2005年，是一家專業(yè)從事汽車座椅研發(fā)、制造和銷售的公司，產(chǎn)品在長(zhǎng)安汽車、吉利汽車、長(zhǎng)安福特、長(zhǎng)安鈴木、眾泰汽車、link-VOLVO、濰柴汽車等品牌都有成功的應(yīng)用案例?！禖PRJ中國(guó)塑料橡膠》專訪了重慶宏立至信汽車部件制造有限公司技術(shù)中心總工陳元定先生，與其對(duì)汽車座椅用高分子材料及工藝發(fā)展趨勢(shì)等話題進(jìn)行了暢談。

新型高分子材料發(fā)展迅猛

陳元定介紹到，汽車座椅用到的高分子材料包括塑料、橡膠、纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等，其中塑料、合成纖維和合成橡膠是更為重要的材料。盡管高分子材料因普遍具有許多金屬和無(wú)機(jī)材料所無(wú)法取代的優(yōu)點(diǎn)而獲得迅速的發(fā)展，但目前已大規(guī)模生產(chǎn)的還是只能在尋常條件下使用的高分子物質(zhì)，即所謂的通用高分子，它們存在著機(jī)械強(qiáng)度和剛性差、耐熱性低等缺點(diǎn)。



重慶宏立至信汽車部件制造有限公司技術(shù)中心總工陳元定

同時(shí)，陳元定指出，現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展，對(duì)高分子材料提出了更高的要求，因而推動(dòng)了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向發(fā)展，于是出現(xiàn)了許多產(chǎn)量低、價(jià)格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。復(fù)合型高分子磁性材料，因具有比重輕、容易加工成尺寸精度高和復(fù)雜形狀的制品，還能與其它元件一體成型等特點(diǎn)，而越來(lái)越受到行業(yè)的關(guān)注。

新材料、新工藝助力實(shí)現(xiàn)輕量化

陳元定表示，實(shí)現(xiàn)汽車座椅輕量化的方式主要有以下四種：一、利用更輕的材料；二、研發(fā)出成本更低的碳纖維；三、為了對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的輕量化，需要研發(fā)出來(lái)相應(yīng)的加工工藝；四、在系統(tǒng)集成，系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化上進(jìn)行優(yōu)化。

對(duì)于實(shí)現(xiàn)汽車座椅輕量化使用的新材料，陳元定表示，主要是質(zhì)量更輕，強(qiáng)度更高的一些金屬和非金屬的材料在座椅骨架中的應(yīng)用研發(fā)，包括鎂鋁合金，高強(qiáng)度塑料，復(fù)合材料等，但這些材料還沒(méi)有大批量的應(yīng)用，因此還處于不斷應(yīng)用不斷探索的一個(gè)過(guò)程中。

陳元定進(jìn)一步指出：“對(duì)于高強(qiáng)度塑料以及復(fù)合材料，按照基體材料來(lái)說(shuō)，有PP,PA以及環(huán)氧樹(shù)脂。PP，PA，屬于熱塑性塑料，環(huán)氧樹(shù)脂是一種熱固性復(fù)合材料。對(duì)于常用的纖維來(lái)說(shuō)，主要有玻璃纖維（GF）和碳纖維（CF）。碳纖維隨著溫度的升高，它的力學(xué)性能會(huì)保持的比較好，但目前碳纖維應(yīng)用的瓶頸還是在于價(jià)格以及生產(chǎn)過(guò)程中量產(chǎn)的加工工藝。”

談到新工藝，陳元定著重介紹了激光焊接：“激光焊接是應(yīng)用在汽車整車的車身的一種焊接。激光拼焊板主要是將不同厚度，不同材料，不同表面狀態(tài)的鋼板拼接在一起，然后進(jìn)行整體的一個(gè)沖壓，因?yàn)檫M(jìn)行整體的沖壓，所以才能夠保證產(chǎn)品的尺寸和外形，它最大的好處是利于減重。”

輕量化技術(shù)作為汽車行業(yè)節(jié)能減排的重要手段，汽車制造商對(duì)其技術(shù)的研究和探索從未停止。陳元定感慨道：“無(wú)論新能源汽車還是其他形式的汽車，成為未來(lái)汽車行業(yè)潮流的前提是必須邁過(guò)汽車輕量化的門檻。輕量化技術(shù)的研究已經(jīng)‘在路上，但前方布滿荊棘’。”

材料安全性不容忽視

在選材及工藝方面，除了實(shí)現(xiàn)輕量化、舒適化以及美觀化，材質(zhì)的安全性也非常重要。陳元定表示，內(nèi)飾材料的選擇要注重四大原則：安全可靠性原則、環(huán)保健康性原則、舒適美觀性原則以及經(jīng)濟(jì)加工性原則。

“內(nèi)飾材料的選用前提就是保護(hù)乘員的生命安全，汽車在行駛過(guò)程中，各種意外都有可能發(fā)生，例如火災(zāi)。內(nèi)飾材料中的各種易燃易爆材料都會(huì)加重火災(zāi)程度，因此在選材時(shí)要注重燃點(diǎn)低、有阻燃功能的防火材料；還要考慮對(duì)乘員的健康安全，特別是與身體直接接觸的材料，需保護(hù)乘員的一切安全。內(nèi)飾材料能夠釋放有害氣體，會(huì)對(duì)乘員的身體構(gòu)成很大的威脅。因此在選材時(shí)應(yīng)盡可能選取可再生、天然性能的纖維織物。”陳元定說(shuō)。

聚焦輕量化和新型環(huán)保材料

在選材的安全環(huán)保方面，宏立至信有著嚴(yán)格的要求，從原材料的控制出發(fā)，保證座椅發(fā)泡產(chǎn)品的環(huán)保性,并專門針對(duì)醛苯類VOC的高控制標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)了低揮發(fā)性的泡沫配方，涵蓋TDI（甲苯二異氰酸酯）和MDl（二苯基甲烷二異氰酸酯）產(chǎn)品。



宏立至信生產(chǎn)的汽車座椅總成

除了新型環(huán)保材料的選擇，輕量化也是宏立至信應(yīng)對(duì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重心。無(wú)論是骨架、發(fā)泡以及面料選擇，宏立至信均采用多元材料系統(tǒng)整合的內(nèi)飾結(jié)構(gòu)件，在同等安全性能的條件下，相較傳統(tǒng)金屬座椅骨架，研制的座椅可至少減輕40%的重量。

“座椅是直接接觸人體的重要部分，這就要求汽車座椅技術(shù)發(fā)展要符合人體功能學(xué)，除了保證人體安全，輕量化、智能化也是趨勢(shì)。”陳元定說(shuō)。

塑料應(yīng)用比例逐步攀升

汽車的輕量化、節(jié)能化、舒適化趨勢(shì)日顯突出，塑料由于其良好的性能和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，在汽車工業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，陳元定告訴記者，90年代一種中檔型轎車用塑料為6 kg ( 占6% ) ，到2017年已經(jīng)增加到182 kg ( 占15.5 % ) ，塑料的使用幾乎增加了30 倍。

陳元定表示：“雖然塑料在汽車上應(yīng)用數(shù)量的增長(zhǎng)不會(huì)持續(xù)突飛猛進(jìn)，但是塑料在汽車飾件中所占比例卻在增加。目前, 塑料在汽車內(nèi)飾件方面的應(yīng)用幾乎達(dá)到了50 %。據(jù)預(yù)測(cè), 塑料在汽車外飾件的應(yīng)用, 即在發(fā)動(dòng)機(jī)、成套設(shè)備上的應(yīng)用也將大大加快, 特別是塑鋼合金的應(yīng)用, 也就是金屬件的塑料加壓注塑, 這種材料在汽車上的應(yīng)用具有很大的發(fā)展前途。該材料用于汽車外飾件如: 車門、頂蓋、金屬外殼組件及工作機(jī)芯, 其中發(fā)動(dòng)機(jī)罩殼的以塑代鋼具有可觀的發(fā)展?jié)摿? 這將進(jìn)一步降低汽車成本，再比如結(jié)構(gòu)件及支架件、座椅骨架及靠背都可以以塑代鋼。”