1用塑料还是钢？塑料车身面板前景如何？1.1聚合物材料专家使用钢质车身面板。
saturn公司的2005relay微型厢式货车于2023年秋季首次亮相。该车型没有应用塑料车身面板引起了业界广泛地关注。为什么呢？
因为其他公司还在应用传统的冲压钢面板的时候，saturn公司在聚合物面板技术领域就一直处于领先地位。saturn公司的这一举动也许对钢质车身面板的应用具有特别的意义。该公司即将推出的大型suv和基于kappa新平台的单排座双门敞篷轿车很可能使用钢质车身面板，虽然saturn公司在公开场合对这一问题保持沉默，但是这一问题引起了有关人士的关注，如果放弃使用强度最大的聚合物部件，那么塑料车身面板的应用前景如何呢？
1.2塑料不失优势。
塑料**商对该问题的回答非常肯定，而且现在**商对塑料的使用前景比以前更乐观。在有限的应用领域甚至在更大领域内，很多市场、成本和技术因素一起创建了用塑料取代钢的环境。**商所关注的是塑料能否用于防护板和侧面板。
bayer聚合物公司预计至2023年，欧洲和美国热塑性防护材料的需求将翻一番。据ge先进材料公司**，大约从2023年开始，塑料车身面板的应用将有**性的增长，缘于汽车制造商特别是处于高燃油成本地区（如欧洲、亚洲）的汽车制造商，对塑料车身面板的兴趣渐增。塑料车身面板相对于钢质车身面板将部件自质量降低了一半，应用塑料车身面板是降低汽车自质量和提高燃油经济性的有效办法。
另外，塑料的设计自由度很大、碰撞柔性大，符合欧洲市场需求，缘于欧洲市场喜爱独具风格的汽车，以及欧洲的行人保**规使塑料在欧洲市场优势显著。
北美的燃油**低、汽车风格保守，还有其他阻碍塑料在汽车上应用的因素，其实主要因素是汽车生产的小批量趋势和汽车更大的多样化。塑料**商承认，在年产量低的车型上，塑料无法与钢竞争，因为造型多样化的成本和射压造型更高的循环周期，使塑料部件的成本高于钢冲压件。但是如果年产量超过8万件，压塑塑料面板比用先进的冲压模具制作的钢冲压件的成本更低，而这么大产量的车型正在逐渐增多，所以塑料车身面板应用前景看好。
当然，北美不断创新高的钢材**和汽油**也对塑料的普及应用起促进作用。因为汽车制造商怀疑未来太高的钢材**和汽油**，会影响现在设计的汽车即若干年后量产的汽车的销售。
近年来，塑料材料的技术不断改善，使塑料很适合用于汽车部件。塑料曾因无法承受烤漆炉的高温而变形，阻碍了塑料在车身面板上的应用。saturn公司这样解决了这一问题：
将塑料面板装到大型装配架上，通过低温电子涂层过程，再装配到白车身上。这就是所谓的“**”过程，这一过程需要额外的空间和装备，必须在工厂设计建设之初就布置好。另一种方案是“离线”涂漆，要么在本工厂内，要么在**商工厂。
“离线”涂漆可能。
带来颜色匹配的色差问题。汽车制造商更喜爱**涂漆法。而且现在塑料**商已经生产出能承受**涂漆约200℃温度的多种材料。据称，“**”涂漆能力打开了塑料车身面板的应用市场。
1.3解决塑料的膨胀与收缩问题。
塑料材料的膨胀与收缩问题给塑料制造商提出了难题。温度变化大时塑料车身面板出现明显的膨胀与收缩；塑料比钢的热膨胀线性系数高得多，膨胀与收缩所需要的空间更大，引起更大的车身面板间隙，在汽车的质量调查中经常被要求消除配合与表面问题。
防护板和侧板的间隙问题可以通过在与门结合的地方将其扣紧，只允许尺寸在一个方向膨胀而得到解决。但是不能用这个办法解决门的间隙问题，因为无法控制门板在两个方向的自由膨胀。
虽然改善塑料材料的配方能降低塑料的线性热膨胀系数，新配方改善了组成塑料的各组分并添加了矿物质填料，但塑料的热膨胀系数还是无法与钢相比。ge先进材料公司介绍说，可以通过更灵活的设计缩小塑料零件的间隙。该公司为smart公司设计的塑料车身面板，运用更灵活的设计方法，获得了极大的成功。
smart公司和saturn公司，都是从一开始就打算使用塑料面板。如果不是从一开始就计划使用塑料面板，汽车制造商似乎不愿中途更改设计计划来适应塑料面板的各种要求。实际上，不断增加塑料应用的主要是防护板和侧面板，因为这两个部件用塑料制造不需要特殊的处理。
1.4不适合用塑料的部件。
对于水平面板象发动机罩、顶棚和活动车顶，近几年的趋势似乎是继续用钢材料。这些大型面板的变形即使很小也容易看出来，所以对刚度要求高，而且还要保持高的热负荷。据称，一些热固性塑料如smc（板模制复合塑料）的应用开始增长，但是短期内市场潜力并不大。
1.5塑料材料的应用前景。
综上所述，我们可以用这样一句话概括塑料车身面板的应用前景：前途是光明的，但用量是有限的。
2用钢还是用铝？钢车轮能否重返市场？
用铝制作车轮已经有20年的时间了，然而现在钢材料性能改善，以及新型设计和生产技术使得钢重新成为制造车轮的材料。2.1钢车轮近年将重返车轮市场。
轻量化的铝部件欲取代多种汽车钢部件，铝车轮成功地取代了钢车轮。2023年时，生产车轮所用材料的90％还是钢，到2023年，铝质车轮已经占到车轮总数的60％，占去了车轮市场的大部分份额。钢材即将推出车轮市场了吗？
伴随着90年代的经济泡沫，消费者对高档装饰组件的兴趣日增。汽车制造商发现使。
用富有风格的铝车轮使汽车感觉更高档些，甚至欲将铝用于整个装饰件，因此铝在汽车上的用量增大了。铝车轮一般通过铸造工艺和机加工工艺制作而成，钢质车轮经冲压和焊接工艺制作而成。铝质车轮的运转均匀性更高，能更大程度地减少来自路面的震颤。
铝车轮用于日趋流行的suv上更具意义，缘于车轮高大的车辆对路面引起的震颤更为敏感。有趣的是，汽车选择用铝的最主要因素是铝的轻量化。虽然铝在汽车上的用量不断增加，但是铝车轮成本更高。
钢材工业不断改进其材料性能、设计和制作工艺以及依赖其成本低的优势，要夺回丢失的大部分市场份额。更具体地说，位于诺斯维尔（美）的hayeslemmerz公司估计在2006车型年，将用钢质车轮取代200万个低端铝质车轮用于各种新车平台，使钢材在汽车业可以和铝处于同等的竞争地位。2.
2用新型钢材料制作更好的车轮。
新型钢车轮带有大型通风口并模拟铝车轮的薄轮辐外形。制造商很早就想将冲压钢、焊接钢的生产成本优势用于运动型车辆，但是受钢材性能的限制，为使钢获得铝材那么好的疲劳强度，现在车轮生产主要用的是高强度低合金钢（hsla），这种材料厚度大时自质量才能足够大且难以变形。制造商也尝试使用双相钢制作车轮，双相钢材料性能适合制造车轮，用双相钢制作的车轮更薄、质量更小。
双相钢延伸系数高，所以成形性能好，屈服强度和抗拉强度高，所以在深拉模中容易弯曲而不至裂开。双相钢的另一个优势是车轮制造商有利用双相钢制作车轮的经验。自从20世纪80年代后期，欧洲车轮制造商就应用双相钢制作车轮。
双相钢的应用甚至还可追溯到20实际70年代，那时美国将之用于车轮的试生产，由于富硅化学特性引起的“红锈”变形问题以及缺乏可用性限制了它的应用。现在的高铬配方减轻红锈问题。据称，美国一家双相钢制造商能提高双相钢的可用性。
即使双相钢有这些优势，如果设计和生产能力不改善，钢还是无法与铝竞争车轮市场。据阿文美持公司车轮部工程经历说，过去几年模拟软件有大的改善，允许更精确的车轮设计。以前连接中心圆盘和轮辋利用气电联合焊接过程，阿文美池公司现可应用专用连接方法提高生产效率，cad/cam更精确的数据能力允许hayes lemmerz公司提高车轮均匀性和尺寸精度。
阿文美池控制尺寸精度的能力比5年前提高了25％～30％。2.3钢车轮需要进行镀层处理以及钢车轮的成本问题。
如果不对冲压的钢车轮进行必要的表面处理，则其外观质量就不如机加工的铝车轮好。新型高通过性车轮需要镀层，它比用于普通钢车轮上的塑料圆盘更复杂。利用中心圆盘的轮辐作为支撑，车轮制造商尝试利用不锈钢和带有涂层的塑料件，使其外观质量赶上机加工的或镀铬的铝质车轮。
当然，这会增加整个车轮的成本。但是据hayes lemmerz公司估计，即使包括轮辋在内，单个钢车轮的成本尚比铝车轮少15美元。据称，当今oem要达到60美元/车的成本削减目标尚需努力，所以这样的成本下降幅度对oem很有吸引力。
但是需要说明的是，钢车轮制造商只想以钢车轮替代大批量的低端铝质车轮，并不想取代高端铝质车轮。其原因有两条：①铸造和机加工的多样性，使昂贵的铝车轮比钢车轮。
的式样更丰富；②某些小批量的豪华品牌，批量铸造的铝部件比冲压钢部件成本更低。由于先进的冲压模具初期投资约需50万美元，钢车轮的年产量要达到40万个，其成本相对于铝车轮才有优势。而钢质车轮的年产量未来几年要达到几百万个，所以年产量不会成为钢车轮市场份额的限制因素。
编译自《automotive design and production》2004（5）+（6）
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