我国汽车工业的发展现状及高分子复合材料在汽车工业中的应用

我国汽车工业的发展现状及高分子复合材料在汽车工业中的应用中国汽车工业协会汽车相关工业分会名誉理事长周一兵主要内容•中国汽车工业的发展现状•汽车复合材料应用现状及发展趋势•汽车复合材料零部件主要品种及成型工艺•近期国内汽车塑料及零部件新材料、新技术发展目标一.中国汽车工业的发展现状2007年汽车行业的基本状况汽车生产企业5,600余家:-整车生产企业集团80家，生产企业约130家-发动机生产企业60余家-规模零部件企业4,500余家-总产值：22392亿元-销售产值:21928亿元-利润：1199亿元-出口:412亿美元-汽车产量：:888万辆，其中轿车：479.8万-民用汽车保有量：3，697万-私人拥有汽车2,925万，其中轿车：1,149万-直接从业人员近220万人-相关产业从业人员达3,500多万汽车生产企业财务数据从业人员汽车数量历年汽车产量保持连续快速增长九年增幅保持两位数，2000年产量突破200万辆后，2002、2003、2004、2006和2007年每年产量增量均跃升到百万级规模。2007年产量比2003年翻了一番。11020222227838747921924228529434140932944450757272888801002003004005006007008009001000200220032004200520062007轿车其它07年同比增长22%23.8%(万辆)2002-2007汽车产量2007年我国汽车细分市场情况上海18%一汽16%东风13%长安10%北汽8%广汽6%奇瑞4%华晨3%哈飞3%吉利2%其它17%2007中国十大汽车企业集团产量集中度为83.4%上汽、一汽、东风三大汽车集团产量纷纷突破百万辆大关，分别达156.1、146.5和115.5万辆，创各自历史新高，并引领车企向今年总产销千万辆前进。2006中外合资企业整车市场份额达52%52%48%合资非合资2006年主要中外合资企业整车市场份额0%3%6%9%12%15%通用大众雷诺日产现代本田丰田PSA福特铃木其他轿车格局从“6+3”向“7+10”的变化•我国轿车工业从八十年代起步，主要依靠外方的资金和技术，从三大三小开始,逐步形成了“6+3”的格局•随着产量和品种的增加，我国主要汽车集团不断壮大，自主开发能力有所增强，自主品牌开始走向市场。目前用“7+10”来描述我国的轿车格局更为确切•这种变化标志着在中外合资的领域里，中方要加强维护自身权益和提升话语权，提高利用外资的水平和逐步形成以中方为主的中外合作格局。轿车轿车整车企业6+3格局（与国际主要汽车集团格局类似）上海通用一汽大众，上海大众长安福特，江铃汽车天津一汽丰田，广州丰田北京奔驰—戴姆勒-克莱斯勒东风日产华晨宝马广州本田，东风本田东风标致雪铁龙+轿车企业“7+10”格局+二汽北京长安华晨上海一汽广州2007年轿车产量前十位的市场份额情况一汽-大众10.20%上海大众9.51%上海通用6.15%奇瑞6.83%一汽丰田5.65%东风日产5.48%长安福特(含马自达)4.61%吉利4.52%神龙4.44%广州本田5.20%其它企业37.43%2007中外合资企业轿车销量比例达到74%自主品牌轿车占26%5.3%52.3%30.6%11.6%0.3%0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%1升以下1-1.6升1.6-2升2-3升3升以上2007年经济型轿车仍然为市场主体轿车排量2007年轿车按排量市场份额1.6~2.5L区间车型增幅最大，体现轿车向中型化发展趋势1.6升以下销量占57.6%汽车行业历年利润比较2007年实现利润1199亿元同比增长61.8%02004006008001000120014002000年2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年2001—2007年整车出口2007年汽车整车出口61.4万辆（万辆）05101520253035404550556065702001200220032004200520062007乘用车商用车2001-2007汽车零部件出口金额2007年汽车零部件出口286.9亿美元0246810121416182022242628302001200220032004200520062007（美元十亿元）2008年仍将保持快速发展态势•国民经济GDP增速将超9%，坚持扩大内需的方针，增强销费对经济增长的拉动作用；•市场需求增长潜力大。我国每1000人拥有不到50辆汽车，而全球平均水平为120辆，美国为750辆。我国很多家庭还没第一辆汽车；•我国汽车对海外市场的吸引力会越来越强：技术水平的提高，优越的性价比优势；2008年我国汽车需求•生产汽车:1000万辆•(比去年同期增长:↑12.6%)其中:乘用车:730万辆（其中轿车550万辆)(比去年同期增长:↑21.49%)其中:商用车:230万辆(比去年同期增长:↑26.04%)2008年1—6月我国汽车工业运行情况累计生产汽车:519.96万辆(比去年同期增长:↑16.71%)其中:乘用车:365.31万辆（其中轿车271.75万辆）(轿车比去年同期增长:↑15.27%)其中:商用车:154.65万辆(比去年同期增长:↑18.48%)在国家宏观经济保持健康发展的基础上,期望汽车能够保持一个合理稳定的有利于市场成熟发展的速度,即总体保持和国家GDP同步或稍高一点的10%左右的增长速率,轿车会适度提高一点到12-15%左右.按照这个增速发展,保守预测,我国可望在2012年成为世界第一汽车生产大国,到2018年左右成为世界第一汽车消费大国.政府加快职能转变,逐步改变多头管理局面,形成适应汽车社会需求的社会支撑体系企业重组兼并加快,进一步做强做大，在今后5年内能形成以八大集团为核心的汽车产业结构，涌现3-5家整车企业和1家零部件企业进入世界500强.自主开发能力大大提高,部分自主品牌汽车开始在用户心目中形成质量优越,价格合理的首选品牌.汽车产品出口规范有序,出口效益明显提高,大型企业能够形成稳定的国内和海外的两个市场体系.汽车零部件企业加快重组整合,形成实力和规模,中国成为全球汽车零部件的重要生产基地和采购基地.对我国今后汽车工业的发展展望总结•中国汽车工业经过55年的发展，已经跻身到世界汽车制造大国的行列,产量世界第三,国内消费世界第二•目前中国汽车工业的国际化基本完成了吸引国际汽车集团来华投资建厂，引进先进产品和技术，扩大国内市场的第一步•国际化扩张还停留在初始阶段，还谈不上对其他国家汽车工业构成威胁。但国际化进程的步伐一定会加快，期望中国在近期内发展成为世界零部件的采购中心二、汽车复合材料应用现状及趋势车用热固性复合材料•玻纤增强树脂(FRP)如：玻纤增强不饱和聚脂片状模压成型SMC（SheetMoldingCompound）、团状模压成型BMC、冲压成型片材（StampableSheet）等与其他高分子材料相比具有强度高、刚度大、耐高温、成本低,破损安全性好，独特的成型工艺（可整体成型），减少了零部件紧固和接头数目等优异性能等优点，一直是汽车覆盖件最理想的非金属材料。FRP具有强度高、耐腐蚀、加工性好及可制造“A”级表面汽车外覆盖件等特点，被广泛应用于汽车车身部件。早在1955年欧洲就开始在汽车上使用FRP，如今FRP全塑车身引起全球关注。例如，美国克莱斯勒公司开发的VIPER轿车车身由19件FRP零件组成，采用RIM工艺进行制造。美国通用公司开发的APV子弹头多用途旅行车，其FRP件的使用量高达147kg/辆，其中SMC的用量为114kg/量。英国ELAN运动车采用真空辅助树脂注射（VARI）成型工艺制造汽车车身及结构件，FRP用量为150kg/量。此外法国雷诺公司的ESPACEMARKⅡ型面包车及意大利非亚持公司的微型车等车型在大量将FRP用作汽车车身方面取得了成功。到1996年，北美汽车制造业SMC制造汽车零部件的用量上升到108.9kt（与1995年的90.72kt相比增加了20%），其中包括27个制造厂生产的125种车型中的380种汽车零部件。其他应用部件还包括前/后盖、车门、车身扰流板、汽车轮胎盖板、车身支梁甚至整个车身车型部位材料板材厚度/mm涂装工艺轿车年产量/万辆雷诺Clio前盖NORYLGTX2.5静电喷涂前在线涂装40梅赛德斯前盖NORYLGTX2.5静电喷涂前在线涂装20MCC斯马特所有车身板XENOY3.0免涂装，只使用聚氨酯清漆10车用热塑性复合材料a.玻璃纤维毡增强热塑性复合材料（GMT）•玻璃纤维毡增强热塑性复合材料（GlassMatReinforcedThermorplastic）以玻璃纤维（毡）为增强材料，热塑性树脂为基体，通过加温、加压制成复合材料，简称GMT，是目前国际上极为活跃的复合材料开发品种，被视为世纪新材料之一。•轻质高强度的GMT片材，通过结构优化设计，可取代部分金属材料，获得显著的减重效果，而且节省模具费用，（仅为金属冲压模具的10～20％），并有利于多种零件组合，形成模块化生产方式。用GMT片材可较原金属件减重30～80％，能耗仅为钢制品的60～80％，铝制品的35～50％，价格低于同体积的金属制品。•GMT片材在汽车工业中的应用，已达40多种，主要有座椅骨架、保险杠、仪表板、发动机罩、电池托架、脚踏板、前端、地板、护板、后牵门、车顶棚、行李托架、遮阳板、备用轮胎架等部件。b．长纤维增强热塑性复合材料（LFT）•LFT增强材料是纤维连续纱或者短切玻璃纤维（适合于LFT-D），其组成材料可以是玻璃纤维、芳基纤维、碳纤维、钢纤维和其他能够形成连续纱的纤维。LFT-G的基体聚合物可以是各种热塑性塑料，常用的有PP（56％），Nylon（32％），其他的还有ABS、PPS、TPU、POM等等。为了改善界面强度，通常还需要界面改性剂，如偶联剂以及相容剂。•LFT材料现在广泛应用在汽车工业中。Ticona公司的LFT产品（Celstran和Compel）成功的应用在VWGolfⅣ型上。LFT在汽车中的具体应用LFT材料LFT供应／生产厂家应用车型部位Stamaxlongglass/PPStamaxLLC／Faurecia2002款宝马迷你平台轿车front-endcarrierTwintexPPSaint-Gobain1999款克莱斯勒蝰蛇敞蓬车ModularinteriordoorTwintexPPSaint-Gobain1999款通用SkidplatesLongglassfiberPPCompositeProductsInc1994款道奇公羊T300皮卡Cab-backpanelLongglassfiberPPSwedishautomakerVolvo沃尔沃S70系列Integratedfront-endassemblyc．天然纤维增强热塑性复合材料（NMT）•传统的纤维增强复合材料是由玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维或碳纤维等人造合成纤维组成的，它们一般都存在着耗能大、造价高、易造成环境污染等问题。与玻璃纤维及碳纤维相比，各种天然纤维(如麻纤维、竹纤维、甘蔗渣纤维等)具有价廉、可回收、可降解、可再生等优点，其复合材料的研究与开发应用，近年来成为人们对材料研究开发的热点之一。•天然纤维复合材料在汽车工业的应用目前还局限在汽车内饰件上。戴姆勒-克莱斯勒公司已经成功的将天然纤维复合材料应用在了其生产的奔驰E系列轿车上。先前此类车的车门、车内部件用的是木纤维复合材料，现在用亚麻/剑麻毡增强的环氧树脂进行了替换，使得重量减轻了20%左右，而且，机械性能也得到了改善，尤其是对于安全保护方面。另外，用亚麻/剑麻毡增强复合材料能够成型更为复杂的立体构件，因此，这也更适用于车门外贴板等部件，以替换先前的材料。•福特汽车公司设在德国的材料工程部门在研究亚麻/PP注射成型方面取得了相当的进展，在新型的福特车中这种材料将用于制造冷却器架和引擎挡板等部件。用这种材料制造的部件重量比用玻璃纤维增强的材料轻25%