在新形勢下，汽車正加快向新能源、輕量化、智能和網(wǎng)聯(lián)的方向發(fā)展，可以說，未來的汽車不再僅僅是一個(gè)出行工具，而會成為大型移動智能終端、儲能單元和數(shù)字空間，乘員、車輛、貨物、運(yùn)營平臺與基礎(chǔ)設(shè)施等實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享。簡言之，汽車將演變?yōu)橐环N新的生活方式。
ENGEL 在其上海的大型機(jī)械廠通過四個(gè)現(xiàn)場展品架起了通往經(jīng)營實(shí)踐的橋梁。此外，厚壁前大燈鏡片和幾何形狀復(fù)雜的內(nèi)飾件都是用極高品質(zhì)的表面材料生產(chǎn)的。在新形勢下，汽車正加快向新能源、輕量化、智能和網(wǎng)聯(lián)的方向發(fā)展，可以說，未來的汽車不再僅僅是一個(gè)出行工具，而會成為大型移動智能終端、儲能單元和數(shù)字空間，乘員、車輛、貨物、運(yùn)營平臺與基礎(chǔ)設(shè)施等實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián)和數(shù)據(jù)共享。簡言之，汽車將演變?yōu)橐环N新的生活方式。
從生產(chǎn)方式而言，汽車的研發(fā)、制造效率大幅提升，個(gè)性化定制生產(chǎn)將成為趨勢。面對技術(shù)的快速變化和產(chǎn)業(yè)環(huán)境的日益復(fù)雜，汽車市場的未來將通往何方？汽車行業(yè)供應(yīng)商又有哪些新的機(jī)會呢？
2018年10月24日，全球領(lǐng)先的注塑機(jī)及解決方案供應(yīng)商恩格爾集團(tuán)（ENGEL）在上海世博展覽館舉辦了恩格爾汽車研討會(trend.scaut)，并于25日在恩格爾上海工廠舉辦工廠開放日參觀，通過十多場技術(shù)演講及實(shí)地參觀，恩格爾為汽車行業(yè)發(fā)展詮釋了一種新思路。
汽車發(fā)展前景與趨勢
隨著全球汽車保有量的快速增長，汽車尾氣排放問題日益凸顯。近年來，各國關(guān)于汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的政策越來越嚴(yán)苛，車企對整車節(jié)能減排技術(shù)的探索也越來越深入。根據(jù)我國《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》中提出的綠色發(fā)展的目標(biāo)和要求，汽車行業(yè)將著力汽車輕量化、降低油耗、發(fā)展新能源汽車等工作。
數(shù)據(jù)顯示，新能源汽車2017年全球銷量達(dá)到119萬輛，預(yù)計(jì)2020年將達(dá)到500萬輛，其中中國約200萬輛。目前，影響電動汽車發(fā)展的主要瓶頸是來自續(xù)航里程的制約，燃油車也同樣存在節(jié)能降耗的壓力，尤其值得一提的是，今年4月工信部推出了雙積分政策，避免負(fù)積分的主要方式是降低油耗和發(fā)展新能源汽車，而這些都對汽車的輕量化提出了需求。

據(jù)了解，汽車重量每減少10%，燃料經(jīng)濟(jì)性可提高5%。因此，高性能塑料在汽車上的應(yīng)用日益增多，主要用作保險(xiǎn)杠、燃油箱、儀表板、車身板、車門、車燈罩、燃油管、散熱器以及發(fā)動機(jī)相關(guān)零部件等。除了減輕整車重量，塑料還能起到降低成本、提高設(shè)計(jì)靈活性、減少集成過程中所用的部件數(shù)量等作用。
眾所周知，亞洲汽車市場的發(fā)展速度非常可觀。“現(xiàn)在中國市場上有超過100個(gè)汽車品牌，”恩格爾輕質(zhì)復(fù)合技術(shù)中心負(fù)責(zé)人Norbert Müller博士解釋說，“目前行業(yè)的一個(gè)重點(diǎn)是電動汽車。另一點(diǎn)值得注意的是，中國本土知名汽車供應(yīng)商也在將他們的產(chǎn)品導(dǎo)入高端市場。”
這兩種趨勢無疑為新技術(shù)進(jìn)入汽車市場提供了重要機(jī)遇。
聚焦新能源與輕量化的最新進(jìn)展
在恩格爾汽車研討會上，來自Volvo、諾博汽車、大陸汽車電子、Ecorea等公司的嘉賓聚焦于新能源汽車和輕量化，深入探討了他們眼中的實(shí)力輕量化技術(shù)。
Volvo（沃爾沃）汽車的Per Bengtsson先生重點(diǎn)介紹了其在汽車內(nèi)飾方面的輕量化進(jìn)展。據(jù)介紹，塑料在內(nèi)飾中的應(yīng)用包括結(jié)構(gòu)件和外觀件，具體可分為高光件、皮拉件、油漆件、電鍍件等不同類型。對于結(jié)構(gòu)件而言，塑料價(jià)格合理是一大優(yōu)勢。但對于外觀內(nèi)飾件來講，由于塑料普遍被認(rèn)為是相對品質(zhì)較低的材料，因此例如真皮、木材、金屬/電鍍等材料從1927年至今一直是汽車行業(yè)飾件材料的主要選擇。
“聚合物及其制造工藝的開發(fā)具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ蛊溥m用于內(nèi)飾的不同領(lǐng)域和目的。但這個(gè)過程也面臨著一些挑戰(zhàn)，比如，塑料外觀件的耐刮擦和高光澤、淺色調(diào)與易污染之間存在著典型的沖突，需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和持續(xù)更新中進(jìn)行不斷的平衡。”Per Bengtsson先生說道，“未來汽車內(nèi)飾件的趨勢是更加高檔次，比如，未來的汽車駕駛艙會更像是家里的一個(gè)舒適角落，而且通過更加靈活的生產(chǎn)工藝打造個(gè)性化的表面使用材料仍然是人和車之間的界面。此外，新的設(shè)計(jì)必須要考慮安全、健康、環(huán)保和法規(guī)的要求。”
長城汽車旗下的諾博汽車系統(tǒng)有限公司主要生產(chǎn)汽車座椅、內(nèi)外飾、橡膠三大系統(tǒng)產(chǎn)品，在本次恩格爾汽車研討會上，研究院院長楊偉奇先生重點(diǎn)介紹了內(nèi)外飾輕量化面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。楊偉奇先生還介紹輕量化目前的技術(shù)進(jìn)展。他認(rèn)為，輕量化是一個(gè)系統(tǒng)工程，目前主要有三種途徑：輕量化設(shè)計(jì)、輕量化材料和輕量化工藝。據(jù)介紹，目前汽車行業(yè)比較有發(fā)展?jié)摿Φ妮p量化材料包括玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、天然纖維增強(qiáng)材料和其他的低密度材料，而輕量化工藝主要涵蓋了中空注塑、薄壁化注塑、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡、RTM、異種材料粘結(jié)等技術(shù)。為滿足內(nèi)外飾的輕量化目標(biāo)，諾博汽車已經(jīng)針對不同階段的內(nèi)外飾減重需求規(guī)劃了輕量化產(chǎn)品的研發(fā)方向，并取得一些輕量化方面的實(shí)際應(yīng)用案例，如門板儀表板、塑料翼子板、塑料機(jī)蓋、塑料尾門、座椅骨架、CCB等。
隨著智能駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，消費(fèi)者對消費(fèi)電子產(chǎn)品的人機(jī)界面有著越來越多的需求。明顯的一個(gè)趨勢就是，新型汽車人機(jī)界面將擁有更大的屏幕，三維的曲面形狀，并且要經(jīng)濟(jì)高效，最重要的是，要滿足所有的汽車規(guī)范。大陸汽車控股有限公司的葛梅花女士在主題為“一體顯示為了更好的駕駛體驗(yàn)”的演講中提到，消費(fèi)者的這種夢想已經(jīng)得到實(shí)現(xiàn)。她重點(diǎn)介紹了大陸集團(tuán)在一體化顯示方面的未來產(chǎn)品概念，包括集成控制系統(tǒng)中心、集成車身電子平臺等。以集成控制系統(tǒng)中心為例，這個(gè)產(chǎn)品本身就包含了多項(xiàng)技術(shù)，如曲線/一體化、手勢感應(yīng)、觸覺反饋、光學(xué)粘合、涂層、OLED、塑料、觸摸膜等，而每一項(xiàng)技術(shù)又可以進(jìn)一步細(xì)分成多種技術(shù)。
葛梅花女士也拋出了一個(gè)問題，塑料可以替代玻璃在一體化顯示中的應(yīng)用嗎？答案是肯定的，而且大陸汽車已經(jīng)在這方面具有一些經(jīng)驗(yàn)，通過機(jī)器、模具、膠片、二次工藝的強(qiáng)大結(jié)合，和強(qiáng)有力合作伙伴的支持，大陸汽車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了塑料代替玻璃在一體化顯示中的應(yīng)用。
韓國Ecorea公司的Choi Jung Min先生認(rèn)為，電池電動車（BEV）有機(jī)會在整個(gè)汽車工業(yè)中成為新典范。“電動車被廣泛接受將大大降低全球?qū)剂系囊蕾嚕袊请妱榆囦N售的市場領(lǐng)先者，到2025年將占全球銷量的一半。需要注意的是，電動車電池內(nèi)的注塑件需具有高度的一致性、耐用、低成本、阻燃、輕質(zhì)、耐高溫和電氣絕緣能力。”
先進(jìn)材料和工藝技術(shù)助力汽車工業(yè)走得更遠(yuǎn)無論是發(fā)展新能源車還是降低傳統(tǒng)燃油汽車的能耗，這些都離不開先進(jìn)材料及加工工藝的支持。
汽車工業(yè)的高生產(chǎn)率和高效率比在其他行業(yè)更有可能決定競爭力和是否成功，這并不是一個(gè)新的認(rèn)識。但是，在亞洲，這種情況可能再次激化，最遲在 2020 年，屆時(shí)對電動汽車的推動將接近尾聲。
專注于中國汽車市場的企業(yè)咨詢專家 JSC Automotive 公司負(fù)責(zé)人 Jochen Siebert 表示，該行業(yè)目前已經(jīng)在經(jīng)歷一個(gè)轉(zhuǎn)型過程，這可能會減緩市場的動態(tài)發(fā)展并導(dǎo)致整合。
Müller先生以創(chuàng)新復(fù)合材料技術(shù)為例對他前面提到的汽車趨勢進(jìn)行了論證。Müller 與他的團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)了用于大批量纖維復(fù)合材料輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的特別經(jīng)濟(jì)的新型工藝，涵蓋了廣泛的技術(shù)范圍：在復(fù)合材料輕質(zhì)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，ENGEL 研究所有面向未來的技術(shù)，從 HP-RTM 和 SMC、熱塑性半成品加工（如有機(jī)板材和帶材）到創(chuàng)新的反應(yīng)性技術(shù)，如原位聚合反應(yīng) (T-RTM)。“新的情況是，亞洲的復(fù)合材料制造商也越來越多地著眼于熱塑性解決方案。成型后立即在同一模具中通過注塑實(shí)現(xiàn)熱塑性復(fù)合材料的方式可以保證決定性的時(shí)間優(yōu)勢。”Müller 說道。
隨著效率壓力的增加，流程集成化和自動化越來越成為焦點(diǎn)。“我們越來越多地向亞洲供應(yīng)多部件機(jī)器，”ENGEL 奧地利總部的業(yè)務(wù)發(fā)展技術(shù)主管 Michael Fischer 確認(rèn)道，“首先是汽車照明和內(nèi)飾領(lǐng)域，ENGEL 越來越多地為此開發(fā)集成系統(tǒng)解決方案，包括工藝技術(shù)、自動化和其他外圍設(shè)備。如果我們從一開始就精確地協(xié)調(diào)所有工藝步驟和設(shè)備部件，我們就能夠特別好地利用效率和質(zhì)量潛力。”Fischer 說。
作為成功打造出汽車行業(yè)有史以來最大的PC后三角窗的專業(yè)材料供應(yīng)商，SABIC一直在積極推進(jìn)汽車輕量化的相關(guān)工作。本次大會上，SABIC汽車營銷部門業(yè)務(wù)開拓經(jīng)理謝震宇先生從材料的角度介紹了新能源汽車和輕量化應(yīng)用中的塑料趨勢。通過SABIC PC材料在車窗、全塑尾門、電動車前面板、保險(xiǎn)杠等產(chǎn)品上的具體應(yīng)用，汽車不僅可以大幅減重，而且在造型、曲面和模塊化等方面也都達(dá)到了很理想的效果。
四場現(xiàn)場演示詮釋先進(jìn)加工技術(shù)的優(yōu)勢
國際汽車趨勢大會的典型做法不會只停留在理論研究上。活動第二天，恩格爾邀請參會代表參觀了其位于上海莘莊工業(yè)園的大型塑機(jī)廠。借助四個(gè)富有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用，恩格爾汽車專家在現(xiàn)場演示了如何在實(shí)踐中高效地實(shí)施新技術(shù)。
例如在一個(gè)完全自動化的生產(chǎn)單元中通過兩臺鏈接的 duo 注塑機(jī)生產(chǎn)厚壁前大燈透鏡。ENGEL 通過采用外部冷卻的 optimelt 專利多層技術(shù)，克服了將高光學(xué)質(zhì)量與短循環(huán)時(shí)間相結(jié)合的挑戰(zhàn)。雖然預(yù)注塑件冷卻 30 分鐘，但循環(huán)時(shí)間明顯低于 3 分鐘。“高品質(zhì)光學(xué)元件越來越多地由塑料制成。”Fischer 說，“聚合物材料比玻璃更輕，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)師提供了更大的自由度。恩格爾已經(jīng)在全球范圍內(nèi)為知名鏡片制造商配備了多層設(shè)備。”
第二個(gè)應(yīng)用是將效率與高表面光潔度相結(jié)合。在另一臺 duo 注塑機(jī)上，通過恩格爾foammelt 工藝生產(chǎn)用于車輛內(nèi)部空間的高品質(zhì)內(nèi)飾件。有了發(fā)泡注塑，即便非常薄的部件區(qū)域也能得到可靠的填充，同時(shí)減少部件重量。在上海展出的基于化學(xué)發(fā)泡劑的創(chuàng)新工藝的特點(diǎn)是在注塑過程中直接由聚丙烯產(chǎn)生高品質(zhì)可視表面。
第三個(gè)應(yīng)用是通過全電機(jī)進(jìn)行透明技術(shù)部件的生產(chǎn)。在現(xiàn)場，e-mac 注塑機(jī)以其高精度、工藝穩(wěn)定性和效率脫穎而出。e-mac 系列的注塑機(jī)，包括彈出和壓制功能在內(nèi)，只配備性能特別強(qiáng)大的伺服電機(jī)，這確保了最佳效率。此外還有其緊湊的結(jié)構(gòu)。節(jié)省空間也是一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)效益因素。
第四個(gè)展品揭示了工業(yè) 4.0 如何提供更高效率和質(zhì)量。配備恩格爾 inject 4.0 程序智能輔助系統(tǒng)的注塑機(jī)可以連續(xù)自動調(diào)整加工參數(shù)，以適應(yīng)原材料和環(huán)境條件的波動。其結(jié)果是一個(gè)沒有廢品的穩(wěn)定過程。