序一

序二

前言

第 1 章 緒論 1

1.1汽車輕量化發展背景概述 1

1.2汽車輕量化的重要意義 3

1.2.1汽車輕量化的必要性 3

1.2.2汽車輕量化的戰略意義 5

1.3汽車輕量化技術發展現狀概述 7

1.3.1評價體繫與輕量化現狀 7

1.3.2汽車輕量化技術剖析 11

1.4 國外汽車非金屬材料輕量化應用概況與

趨勢 25

1.4.1 汽車非金屬材料應用概況與發展

趨勢 25

1.4.2 國外非金屬材料輕量化應用

現狀 27

1.5 非金屬材料在我國汽車輕量化中的應用

概況 31

1.5.1非金屬材料輕量化應用概況 31

1.5.2 非金屬輕量化材料技術在我國

汽車行業應用概況 33

1.5.3 非金屬材料結構優化推動汽車

輕量化 38

1.5.4 非金屬材料領域輕量化新技術

應用 39

1.5.5 非金屬材料輕量化未來發展

方向 41

第 2 章 汽車輕量化設計 43

2.1優化結構設計與分析推動輕量化 43

2.1.1 車身結構輕量化設計與優化

分析 43

2.1.2 非金屬部件結構設計與優化在

汽車輕量化中的應用 47

2.1.3 結構設計解析和 CAD/CAE/CAM

一體化技術結構優化設計 49

2.1.4汽車三明治結構設計 49

2.2輕量化材料推進汽車輕量化 50

2.2.1工程塑料推進汽車輕量化 50

2.2.2復合材料推進汽車輕量化 54

2.2.3 非金屬復合材料的結構設計與

檢測技術 62

2.3先進工藝技術助力汽車輕量化 66

2.3.1輕量化制造技術應用的發展 66

2.3.2 粘接技術在汽車輕量化中的

應用 73

2.3.3 非金屬復合材料部件的維修與

維護技術 82

2.3.4 塑料及其復合材料的回收再利用

技術 85

2.4輕量化結構應用研究實例 93

2.4.1 復合材料在汽車前端模塊的應用

實踐 93

2.4.2汽車前端總成的輕量化應用 101

2.4.3塑料前機蓋的輕量化應用 107

2.4.4 汽車發動機塑料進氣歧管成套

技術研發與應用 110

目錄

XIII >>

第 3 章 新材料 116

3.1 工程塑料在輕量化中的創新

應用 116

3.1.1發動機及發動機附件繫統 116

3.1.2內外飾和閉合件繫統 123

3.1.3電子電器和空調繫統 139

3.1.4底盤繫統和安全繫統 142

3.2 工程塑料汽車輕量化

應用實例145

3.2.1改性聚苯硫醚材料 145

3.2.2改性聚苯醚 159

3.2.3 聚對苯二甲酸丁二醇酯

（PBT） 162

3.2.4增強尼龍材料 164

3.2.5鋼化吸能塑料 169

3.3 非金屬復合材料在輕量化中的

創新應用173

3.3.1聚合物基復合材料 173

3.3.2復合材料的樹脂基體 179

3.3.3復合材料的增強材料 186

3.4復合材料汽車輕量化應用實例 190

3.4.1先進的環氧樹脂材料 190

3.4.2 長玻纖增強聚丙烯和連續纖維

增強熱塑性材料 194

3.4.3聚丙烯材料 201

3.4.4基於聚氨酯基樹脂的先進材料 206

3.5 碳纖維材料在輕量化中的

創新應用210

3.5.1碳纖維材料與碳纖維復合材料 210

3.5.2 碳纖維復合材料的開發與

應用概述 214

3.5.3 碳纖維復合材料在汽車行業

應用概況與趨勢 221

3.5.4 碳纖維復合材料在汽車行業應用

現狀與前景 231

3.5.5 碳纖維復合材料汽車結構產品

開發及應用實例 239

3.6其他材料在輕量化中的創新應用 249

3.6.1 自然纖維材料在汽車上的

創新應用 249

3.6.2 玄武岩纖維復合材料的

開發與研究 253

3.6.3 聚乳酸復合材料在汽車上的

應用 257

第 4 章 新工藝、新裝備 263

4.1 汽車非金屬材料輕量化新

工藝技術263

4.1.1 可復合面料低壓注塑成型技術

（低壓成型） 263

4.1.2氣體輔助注塑成型工藝 267

4.1.3 模壓注塑混合成型技術與化學

發泡注塑成型技術 270

4.1.4 微發泡注塑成型工藝—物理

發泡法 276

4.1.5 微發泡注塑成型技術—從物理發

泡到化學發泡 277

4.1.6 汽車塑料件微發泡一體化成型

技術應用 283

4.1.7 汽車座椅聚氨酯發泡成型工藝與

應用 289

4.1.8 汽車燈具注塑與鍍鋁

工藝應用 292

4.1.9碳纖維復合材料模塑技術 299

4.1.10 長碳纖維增強環氧樹脂復合

材料成型工藝 302

4.1.11 汽車內飾件模內層壓

成套技術 310

4.1.12 水性丙烯酸液態阻尼材料研究

與應用 316

4.2 汽車非金屬材料輕量化新裝備

技術 321

4.2.1 汽車塑料零部件模具設計與

制造技術 321

4.2.2汽車模具熱流道成型技術 332

4.2.3智能熱流道注塑模具應用 341

汽車非金屬材料輕量化應用指南

>> XIV

4.2.4塑料模具數字化設計技術 349

4.2.5 同向囓合自清潔雙螺杆擠出

技術 353

4.2.6 模塑智能制造物聯網生產管控

技術 358

第 5 章 發展與合作 362

5.1 國內外汽車輕量化產業政策分析及

趨勢展望362

5.1.1汽車輕量化技術體繫 362

5.1.2 全生命周期內汽車輕量化產業

構成 365

5.1.3汽車輕量化產業政策解析 365

5.1.4汽車輕量化趨勢展望 369

5.2 我國汽車輕量化發展相關政策

解析 371

5.2.1汽車輕量化的意義 371

5.2.2汽車輕量化相關政策解讀 372

5.2.3 節能與新能源汽車輕量化技術

路線 375

5.2.4 節能與新能源汽車輕量化發展

建議 377

5.3 汽車非金屬材料的發展趨勢和

技術路線379

5.3.1工程塑料 379

5.3.2復合材料 380

5.3.3車用碳纖維的成型工藝 383

5.3.4 非金屬材料的發展趨勢和技術

路線 384

5.4 上下遊協同發展機制推動汽車輕量化

發展 385

5.4.1輕量化技術發展現狀 385

5.4.2輕量化技術發展模式探討 386

5.4.3 產業政策及自主能力提升需要

上下遊協同機制 387

5.4.4 汽車輕量化下的上下遊協同

發展 388

5.5 汽車非金屬材料輕量化推進供應商角

色進化 389

5.5.1 汽車產品開發的同步工程

模式 389

5.5.2 同步工程模式下汽車供應商的

角色和任務 389

5.5.3 汽車非金屬材料輕量化環境下

供應商角色的進化 391

5.5.4總結 392

“鋻新”《汽車非金屬材料輕量化應用指南》出版歷程回顧 393

作者小傳 398

後記 405

前言
    2018年，中國經濟發展進入新時代，已進入由高速增長向高質量增長的階段，作為國民經濟支柱的汽車產業也愈發顯示出巨大的活力，成為拉動中國經濟發展與消費升級的重要引擎。但經過100多年的發展，汽車行業面臨的問題和挑戰也日益增多。尤其表現在動力性能、經濟性、油耗、環保等方面，輕量化理念的推出則好似‘萬金油’，其優點能夠覆蓋到汽車凸顯的這些問題。在《中國制造2025》對汽車輕量化的需求中強調：“汽車輕量化重點工作領域包含推廣應用塑料及非金屬復合材料等整車輕量化材料和車身輕量化、底盤輕量化、動力繫統、車身內外飾以及核心部件的輕量化設計。”在《中國制造2025》有關“先進基礎工藝、關鍵基礎材料”的“四基”論述中，也把高性能結構材料、功能性高分子材料、先進復合材料等作為發展重點。隨著輕量化概念的不斷升溫，車用非金屬材料展開了一場激烈的競爭。
    當前，汽車輕量化新材料以及新技術的發展日新月異,新材料產品推出速度越來越快。尤其在快速發展的中國市場，群雄逐鹿。對於汽車從業人員來說，如何在這些先進材料中選取所需，快速的查詢各種非金屬材料的品種、規格、以及品牌優勢等方面的內容並非易事。因此為了便於汽車主機廠、零部件企業、非金屬材料企業、設備模具等企業能夠快速獲取所需。在田亞梅女士的組織下，“鋻新”項目於2016年12月開始啟動，在行業權威協會學會專家領導、權威研究院校院士專家、各地國家重點實驗室帶頭人、各大整車廠及汽車研究院領導、各主機廠、關鍵零部件企業領導，在各部委及各地政府支持下，歷時18個月，就本書的大綱、定位、框架結構、內容選擇等進行了多次交流討論，終完成了《汽車非金屬材料輕量化應用指南》一書，本書圖文並茂，技術數據詳實，深入淺出結合許多實例進行分析，為汽車從業人員提供了大量的汽車輕量化材料的選擇、結構設計、加工工藝和裝備技術的資料。
    為了編好本書，《鋻•新》專欄組還通過實地考察走進企業，了解企業輕量化技術創新實力與管理經驗。同時組織企業互訪對接會，並組織專業性采訪活動，在2017年2月至10月之間，組委會主辦或聯合主辦15場線下研討交流會。來自各地汽車主機廠、零部件、設備模具、材料企業代表2476人積極參與，影響人數達5000餘人。通過對行業發展趨勢、技術經驗等深入交流與分享，對汽車輕量化發展起到重要指導意義，並借此為參與企業搭建上下遊交流平臺，從而為本書提供更多的案例參考及創新經驗借鋻。在形式上，本書以“行業代表企業 國際先進技術”的形式向讀者呈現。並由行業內知名專家進行深度點評並進行企業推薦，將推薦內容與企業創新經驗集結成冊，進行出版。可以說，《汽車非金屬材料輕量化應用指南》的出版恰是集百家智慧、融名家所思，當之無愧的成為中國汽車非金屬材料輕量化創新發展的集大成之著！
    本書章首先對汽車輕量化發展背景、發展現狀以及國內外非金屬材料的發展情況進行概述，並簡明扼要的闡述了汽車輕量化發展的重要意義。第二、三、四章作為本書的核心部分分別從結構設計、新材料、先進工藝技術、新工藝、新裝備技術等方面介紹了當前先進汽車非金屬材料輕量化的發展情況，為汽車行業從業人員正確選擇使用輕量化材料做好知識鋪墊。第二章“汽車非金屬材料輕量化應用——結構與研究”繫統介紹了通過優化結構設計以及先進工藝技術推動汽車輕量化發展，並配合實例以方便讀者閱讀參考。第三章詳細介紹新材料在汽車輕量化發展過程中的重要應用，分門別類的介紹了工程塑料、非金屬復合材料、復合材料、碳纖維材料在輕量化中的創新應用。並著重推薦目前代表性的新材料應用實例。第四章則將目前廣泛應用於非金屬材料汽車輕量化的新工藝技術、新裝備技術進行彙總，以利於讀者參考。並輔以大量的實際應用案例，所列資料具有較強的參考價值。在後一章“汽車非金屬材料輕量化應用——發展與合作”中，對汽車非金屬材料輕量化產業政策進行深度解析，並對汽車非金屬材料輕量化發展趨勢以及技術發展路線進行預測。
   希望書中所羅列的創新案例，可以對於國內汽車零部件企業設計開發能力有限、工程經驗積累不足的短板起到改善作用，突破制約產品升級的共性技術。引用新技術和新材料促進產品向輕量化、綠色化、電子化方向升級。同時，中國汽車零部件企業多年來對原器件的重視不夠，上下遊企業的協作不暢等弱點也期望在本書的出版後得到改善，為下階段提升中國品牌汽車零部件的整體輕量化水平夯實基礎。
    在本書的撰寫過程中，得到了眾多行業領導，企業及團體的大力支持。對本書的出版給予的大力支持與指導的業內專家領導，在此深表感謝。也感謝本書的編輯整理團隊化塑彙北京公司的全體工作人員，由於此書編撰的時間有限，新材料及新技術的不斷出現，有些國內外及主機廠新技術、新材料、新工藝等不便刊登，可能內容包含的不夠全面，也可能掛一漏萬，加之編者的學識有限，不當之處在所難免，懇請廣大讀者及專家給予批評指正。