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聚焦新能源车(二) | 一体化成型渐受追捧

2023/7/15 9:26:58 来源:聚风传媒 关键词:聚风塑料网

“双碳”背景下,汽车轻量化是减碳降碳、节能减排的主要技术路径之一,随着汽车轻量化技术的发展(详情可参看昨日推送的文章《聚焦新能源车(一) | 车身轻量化需求比燃油车更迫切》),一体式(集成化)成型技术已经被广泛应用于新能源汽车的生产过程中,为汽车轻量化实现提供了新的模式,推动着塑料汽配制造工艺的变革。


一体化成型并非新鲜事物,在智能手机行业,整整十年前的2013年9月,苹果公司推出了iPhone 5C(见下图),相比于上一代的iPhone 5,5C最大的改变正是外观的一体化塑料设计,机身材质为高强度PC,通过一体化注塑成型。


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一体化注塑的iPhone 5C手机


而在汽车行业,有关于一体化成型更为人熟知的或许是“一体化压铸”这个概念。特斯拉所引领的一体化压铸技术被誉为“汽车制造革命”,仅用用一台大型的压铸机就完成了对“冲压+数百台机器人焊接”环节的取代,以单个大型一体化铝铸件,替代了大量的小型零件,既提高了电动车的续航、降低了制造成本、创造了规模经济效应,还推动了汽车车体制造工艺的变革。在这方面,既生产注塑机又是全球压铸机行业头部企业的力劲公司是一体化压铸技术得以实施的重要推手,当然也从中赚得盆满钵满。


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一体化压铸的车体


相比于传统的燃油车,目前的新能源车内的塑料部件主要有以下几个特点:


首先是智能化趋势更加明显,内饰和仪表盘的小型结构功能件,类似旋钮和按钮等数量变少,而大型集成塑料件变多。整体趋势上,新能源车的塑料部件会变得更轻薄,整件更大,尤其是结构件。一体化成型可以实现大面积的连续结构,减少接缝和衔接点,使车辆更加坚固,同时也可以大幅降低制造复杂度和生产成本。

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其次是新能源车厂对塑料的外观要求变得更高,希望车灯越来越漂亮,导光条越来越长等,这是因为新能源车的消费群体相对年轻,对汽车的外形设计美学要求会更高一些。针对这种外观要求,集成化工艺的优势就显现出来了。全球最大的汽车零部件制造商之一 - 麦格纳(Magna)公司在今年量产的Lifegate新方案(见下图)为车灯与尾门一体化设计,采用隐藏式灯光效果,集通信照明、功能照明和装饰照明于一体,不但提高了车身可见度和安全性,还提升了汽车品牌识别度,可谓安全时尚两不误。它采用模压造型和复杂纹理表面,并可根据客户需求进行颜色定制。麦格纳公司预计,随着电动汽车和自动驾驶的快速发展,像这样无缝集成的汽车外饰开发会越来越受市场青睐。


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为提高集成度和可靠性,一体化注塑也成为了大功率燃料电池堆端板的发展方向,目前,国内外燃料电池头部企业都将一体化注塑作为高功率燃料电池堆端板的标配工艺。从功能上看,燃料电池堆主要由发电电芯、封装壳体、端板、绝缘板、集流板五大功能件组成(见下图)。随着集成化发展,出现将上述两到三个功能件组合一体化的发展趋势。目前,在进气侧将塑料绝缘板一体注塑成型在压铸金属板上形成一体式结构成为高集成度和高可靠性电堆进气端板总成的重要工艺。具体方法如下:首先选用高强度铝合金(或钢)材料通过机加工或压铸方法加工成金属板;将金属板作为嵌件,选用PPS、PA9T等塑料材料通过一体注塑方式形成一体式结构。注塑一体化端板结构提高了金属与塑料绝缘板的结合力,改善了复杂工况下的变形失效问题,提高了可靠性。


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一体化成型技术将持续引领新能源汽车行业的发展,目前国内一些注塑机主流生产厂家在向新能源车厂及配套零部件供应商提供一体化注塑设备和解决方案。随着一体化成型技术的发展,设计师可以设计出更为复杂的结构,满足汽车的各种性能需求。一体化成型技术有助于实现用更环保的材料生产汽车,例如复合材料和可再生材料。随着一体化成型技术的进步,减少部件与工序,生产效率将进一步提高,进一步降低新能源汽车的生产成本。总的来说,一体化成型技术将进一步推动新能源汽车在市场的渗透率提高,使其在效率、性能、环保等方面都达到新的高度。


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比亚迪验收富强鑫注塑机

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