汽車座椅如何實現(xiàn)輕量化？——專訪重慶宏立至信技術中心總工陳元定

汽車輕量化是當今國際汽車制造業(yè)的一大發(fā)展趨勢。對于汽車輕量化，其范圍大致包括車身、底盤、發(fā)動機和內外飾件等。由于內外飾件相對較好的受力條件及工況，輕量化實現(xiàn)起來相對容易，受到了汽車制造商的廣泛關注。而作為汽車內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。

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，產品在長安汽車、吉利汽車、長安福特、長安鈴木、眾泰汽車、link-VOLVO、濰柴汽車等品牌都有成功的應用案例?！禖PRJ中國塑料橡膠》專訪了重慶宏立至信汽車部件制造有限公司技術中心總工陳元定先生，與其對汽車座椅用高分子材料及工藝發(fā)展趨勢等話題進行了暢談。

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機材料所無法取代的優(yōu)點而獲得迅速的發(fā)展，但目前已大規(guī)模生產的還是只能在尋常條件下使用的高分子物質，即所謂的通用高分子，它們存在著機械強度和剛性差、耐熱性低等缺點。



重慶宏立至信汽車部件制造有限公司技術中心總工陳元定

同時，陳元定指出，現(xiàn)代工程技術的發(fā)展，對高分子材料提出了更高的要求，因而推動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)了許多產量低、價格高、性能優(yōu)異的新型高分子材料。復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雜形狀的制品，還能與其它元件一體成型等特點，而越來越受到行業(yè)的關注。

新材料、新工藝助力實現(xiàn)輕量化

陳元定表示，實現(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、為了對應產品的輕量化，需要研發(fā)出來相應的加工工藝；四、在系統(tǒng)集成，系統(tǒng)設計以及整個系統(tǒng)優(yōu)化上進行優(yōu)化。

對于實現(xiàn)汽車座椅輕量化使用的新材料，陳元定表示，主要是質量更輕，強度更高的一些金屬和非金屬的材料在座椅骨架中的應用研發(fā)，包括鎂鋁合金，高強度塑料，復合材料等，但這些材料還沒有大批量的應用，因此還處于不斷應用不斷探索的一個過程中。

陳元定進一步指出：“對于高強度塑料以及復合材料，按照基體材料來說，有PP,PA以及環(huán)氧樹脂。PP，PA，屬于熱塑性塑料，環(huán)氧樹脂是一種熱固性復合材料。對于常用的纖維來說，主要有玻璃纖維（GF）和碳纖維（CF）。碳纖維隨著溫度的升高，它的力學性能會保持的比較好，但目前碳纖維應用的瓶頸還是在于價格以及生產過程中量產的加工工藝。”

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，然后進行整體的一個沖壓，因為進行整體的沖壓，所以才能夠保證產品的尺寸和外形，它最大的好處是利于減重。”

輕量化技術作為汽車行業(yè)節(jié)能減排的重要手段，汽車制造商對其技術的研究和探索從未停止。陳元定感慨道：“無論新能源汽車還是其他形式的汽車，成為未來汽車行業(yè)潮流的前提是必須邁過汽車輕量化的門檻。輕量化技術的研究已經‘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，除了實現(xiàn)輕量化、舒適化以及美觀化，材質的安全性也非常重要。陳元定表示，內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濟加工性原則。

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

聚焦輕量化和新型環(huán)保材料

在選材的安全環(huán)保方面，宏立至信有著嚴格的要求，從原材料的控制出發(fā)，保證座椅發(fā)泡產品的環(huán)保性,并專門針對醛苯類VOC的高控制標準，開發(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）產品。



宏立至信生產的汽車座椅總成

除了新型環(huán)保材料的選擇，輕量化也是宏立至信應對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重心。無論是骨架、發(fā)泡以及面料選擇，宏立至信均采用多元材料系統(tǒng)整合的內飾結構件，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發(fā)展要符合人體功能學，除了保證人體安全，輕量化、智能化也是趨勢。”陳元定說。

塑料應用比例逐步攀升

汽車的輕量化、節(jié)能化、舒適化趨勢日顯突出，塑料由于其良好的性能和價格優(yōu)勢，在汽車工業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用，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用數(shù)量的增長不會持續(xù)突飛猛進，但是塑料在汽車飾件中所占比例卻在增加。目前, 塑料在汽車內飾件方面的應用幾乎達到了50 %。據(jù)預測, 塑料在汽車外飾件的應用, 即在發(fā)動機、成套設備上的應用也將大大加快, 特別是塑鋼合金的應用, 也就是金屬件的塑料加壓注塑, 這種材料在汽車上的應用具有很大的發(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芯, 其中發(fā)動機罩殼的以塑代鋼具有可觀的發(fā)展?jié)摿? 這將進一步降低汽車成本，再比如結構件及支架件、座椅骨架及靠背都可以以塑代鋼。”