復(fù)合材料
杜邦高性能聚合物應(yīng)用在汽車(chē)的多個(gè)領(lǐng)域，如動(dòng)力系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)等，目前也已開(kāi)發(fā)用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的產(chǎn)品。此外，聚合物在汽車(chē)燈的裝飾環(huán)、后燈的反射，以及車(chē)廂的廂頂?shù)忍幰灿袘?yīng)用。
杜邦汽車(chē)業(yè)務(wù)高性能材料南北美洲營(yíng)銷(xiāo)及開(kāi)發(fā)總監(jiān)邁克·戴先生表示，杜邦高性能聚合物業(yè)務(wù)所有的戰(zhàn)略實(shí)際上都是針對(duì)同一個(gè)目標(biāo)，即用來(lái)減少二氧化碳的排放量、減少原油的消耗量、利用可再生的資源。
輕量化高性能聚合物已廣泛應(yīng)用
當(dāng)前，全球汽車(chē)工業(yè)尤其是運(yùn)輸行業(yè)有一個(gè)結(jié)構(gòu)性的變化，即各國(guó)普遍要求車(chē)身重量減輕，而同時(shí)動(dòng)力又不能下降。為了滿(mǎn)足此項(xiàng)要求，汽車(chē)所用的原材料不僅質(zhì)量要輕，同時(shí)也要滿(mǎn)足苛刻的環(huán)境，比如高溫、高腐蝕的要求。
自上世紀(jì)80年代，杜邦開(kāi)始用塑料等聚合物材料代替金屬制品。杜邦在世界上首先提供了用塑料制作的進(jìn)氣歧管，這項(xiàng)工藝目前已經(jīng)被許多汽車(chē)廠(chǎng)所采用。
另一項(xiàng)應(yīng)用是用高性能樹(shù)脂做的油底殼，它的重量只有金屬的一半，與全鋁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，重量減輕了1.1公斤，目前已應(yīng)用于戴姆勒的新款四缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上。杜邦汽車(chē)業(yè)務(wù)高性能聚合物動(dòng)力總成系統(tǒng)全球市場(chǎng)經(jīng)理吉恩路易吉·莫特尼先生介紹，利用塑料的可塑性，能夠把部件緊密聯(lián)系起來(lái)，而且設(shè)計(jì)時(shí)比較靈活，可以做到有連接性的設(shè)計(jì)。
其實(shí)，現(xiàn)在注塑工藝和吹塑工藝的發(fā)展都可以讓那些比較復(fù)雜的、組合型的零件采用高性能樹(shù)脂。目前，吉恩路易吉·莫特尼領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)全球應(yīng)用開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，利用杜邦開(kāi)發(fā)的高性能樹(shù)脂制造油底殼、氣門(mén)室罩蓋、中冷器、諧振器、燃油模塊等關(guān)鍵零部件，以此來(lái)減輕車(chē)身重量和降低發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)成本。
應(yīng)用抗磨損的樹(shù)脂摩擦材料
發(fā)動(dòng)機(jī)做的功大多用在了克服各零件間的摩擦上。在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究之后，杜邦發(fā)現(xiàn)有三個(gè)因素非常重要：一是材料的選用，二是零部件的設(shè)計(jì)，三是工作溫度。在材料選用上，杜邦的專(zhuān)利產(chǎn)品Vespel的抗摩擦性能相當(dāng)強(qiáng)，在動(dòng)力系統(tǒng)上已經(jīng)得到很好的應(yīng)用。
杜邦負(fù)責(zé)Vespel部件和Karlrez全氟橡膠密封件在全球運(yùn)輸行業(yè)業(yè)務(wù)的戴夫·里奇介紹，Vespel零件基本上都是用一個(gè)金屬盤(pán)子，加上一個(gè)樹(shù)脂的圓圈，中間再加上潤(rùn)滑液。它所要達(dá)到的目的，就是在任何情況下摩擦力都在可控制范圍之內(nèi)。在客戶(hù)的生產(chǎn)場(chǎng)地和最終用戶(hù)那里發(fā)現(xiàn)，Vespel零件可以減少摩擦大概在45%~55%之間，抗磨損能力達(dá)到65%。Vespel零件主要應(yīng)用在傳動(dòng)系統(tǒng)，尤其是小轎車(chē)上，在大型房車(chē)上也能應(yīng)用，再大一點(diǎn)的就可以用在卡車(chē)和拖拉機(jī)上。
Vespel零件另外一個(gè)成長(zhǎng)相當(dāng)快的應(yīng)用是在排氣系統(tǒng)和渦輪增壓器上。這些零件一直在相當(dāng)熱和臟的環(huán)境下工作，它可以保證摩擦的均勻性和與鋁等金屬差不多的熱膨脹系數(shù)，而且整個(gè)零件的壽命期間一直在運(yùn)作�，F(xiàn)在越來(lái)越多的車(chē)需要用電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，越來(lái)越需要長(zhǎng)期均勻的摩擦。
戴夫·里奇總結(jié)道，Vespel零件能夠控制摩擦，能夠讓整個(gè)系統(tǒng)更加有效，而且能夠控制整個(gè)系統(tǒng)的費(fèi)用，主要有幾個(gè)原因：在旋轉(zhuǎn)零件之間它有相當(dāng)小的摩擦力；間接的好處是可以有更加好的辦法控制燃油和滲漏，這樣可以用小一些的油泵以節(jié)省能量；它的抗磨損性相當(dāng)強(qiáng)，即便與鋁一起磨也是如此�！耙�?yàn)閂espel零件可以直接與鋁一起工作，所以杜邦的客戶(hù)不用再在中間去鑲一些比較貴重的金屬，對(duì)他們來(lái)說(shuō)這也是一個(gè)成本的節(jié)省�！�
特殊工作環(huán)境的彈性體材料
杜邦的另一種彈性體，是一種相對(duì)軟的材料，包括Viton和Vamac，用在很多軟管和絕緣的地方，比如渦輪增壓器的軟管、燃油管道，或者是發(fā)動(dòng)機(jī)的密封件，還用在電池、電纜的絕緣體等領(lǐng)域。
杜邦專(zhuān)家建議，Viton氟橡膠應(yīng)在高度集中的酸性環(huán)境和溫度高達(dá)230℃的高溫環(huán)境中應(yīng)用，它可以有效改善二氧化碳等相關(guān)氣體的滲漏；而Vamac具有極好的耐廢氣酸和氣體性能，可在熱油和酸的環(huán)境中應(yīng)用。目前，許多汽車(chē)電纜供應(yīng)商的電纜絕緣體是用Vamac做的，它非常軟、非常薄，這些產(chǎn)品目前銷(xiāo)售給菲亞特、福特、通用、捷豹，還有混合動(dòng)力車(chē)型上。
可再生資源材料迅速發(fā)展
可再生資源聚合物在汽車(chē)市場(chǎng)的應(yīng)用近幾年有了很大進(jìn)展，相關(guān)材料包括杜邦的Sorona聚合物、Hytrel熱塑性聚酯彈性體、Zytel尼龍等。
“為什么用可再生資源做的樹(shù)脂比用石油資源做的樹(shù)脂環(huán)保呢？”杜邦汽車(chē)業(yè)務(wù)可再生資源材料開(kāi)發(fā)經(jīng)理理查德·貝爾介紹，“第一它是從生物中間提取來(lái)的，第二它在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生非常小的溫室氣體排放。”
與傳統(tǒng)方式生產(chǎn)的同樣產(chǎn)品相比較，杜邦的新產(chǎn)品Sorona可以減少63%的溫室氣體。最近豐田汽車(chē)公司宣布，在他們的SAI新款混合動(dòng)力車(chē)?yán)锩妫?0%的織物要用杜邦的Sorona纖維，主要用于座椅、頂篷、遮陽(yáng)板等。理查德·貝爾表示，如果和目前通常用的尼龍6相比，Sorona的手感非常好而且抗污能力非常強(qiáng)。
上海研發(fā)中心將承擔(dān)更多任務(wù)
杜邦在瑞士、日本、美國(guó)等國(guó)都建有研發(fā)中心，而最新的研發(fā)中心在中國(guó)的上海。邁克·戴介紹，上海研發(fā)中心是在美國(guó)之外的第三大研發(fā)中心，有很多試驗(yàn)室，也有一個(gè)試驗(yàn)區(qū)域和一個(gè)培訓(xùn)中心。
據(jù)了解，上海研發(fā)中心已經(jīng)具有很多能力，可以幫助進(jìn)行材料的選擇，可以做材料與零部件的分析，還可以做一些零件、部件設(shè)計(jì)的優(yōu)化。另外，在上海研發(fā)中心還可以對(duì)客戶(hù)或生產(chǎn)廠(chǎng)家相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)，讓他們自己動(dòng)手了解杜邦的產(chǎn)品。
“目前上海研發(fā)中心大概有170人，本地工程師高達(dá)90%以上，我們希望在不久的將來(lái)達(dá)到400人�！边~克·戴表示，“將來(lái)杜邦會(huì)通過(guò)上海研發(fā)中心把在美國(guó)和歐洲的許多技術(shù)傳遞到中國(guó)來(lái)，未來(lái)越來(lái)越多的工作和設(shè)計(jì)也會(huì)在上海進(jìn)行�！�
杜邦汽車(chē)業(yè)務(wù)高性能材料南北美洲營(yíng)銷(xiāo)及開(kāi)發(fā)總監(jiān)邁克·戴先生表示，杜邦高性能聚合物業(yè)務(wù)所有的戰(zhàn)略實(shí)際上都是針對(duì)同一個(gè)目標(biāo)，即用來(lái)減少二氧化碳的排放量、減少原油的消耗量、利用可再生的資源。
輕量化高性能聚合物已廣泛應(yīng)用
當(dāng)前，全球汽車(chē)工業(yè)尤其是運(yùn)輸行業(yè)有一個(gè)結(jié)構(gòu)性的變化，即各國(guó)普遍要求車(chē)身重量減輕，而同時(shí)動(dòng)力又不能下降。為了滿(mǎn)足此項(xiàng)要求，汽車(chē)所用的原材料不僅質(zhì)量要輕，同時(shí)也要滿(mǎn)足苛刻的環(huán)境，比如高溫、高腐蝕的要求。
自上世紀(jì)80年代，杜邦開(kāi)始用塑料等聚合物材料代替金屬制品。杜邦在世界上首先提供了用塑料制作的進(jìn)氣歧管，這項(xiàng)工藝目前已經(jīng)被許多汽車(chē)廠(chǎng)所采用。
另一項(xiàng)應(yīng)用是用高性能樹(shù)脂做的油底殼，它的重量只有金屬的一半，與全鋁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，重量減輕了1.1公斤，目前已應(yīng)用于戴姆勒的新款四缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上。杜邦汽車(chē)業(yè)務(wù)高性能聚合物動(dòng)力總成系統(tǒng)全球市場(chǎng)經(jīng)理吉恩路易吉·莫特尼先生介紹，利用塑料的可塑性，能夠把部件緊密聯(lián)系起來(lái)，而且設(shè)計(jì)時(shí)比較靈活，可以做到有連接性的設(shè)計(jì)。
其實(shí)，現(xiàn)在注塑工藝和吹塑工藝的發(fā)展都可以讓那些比較復(fù)雜的、組合型的零件采用高性能樹(shù)脂。目前，吉恩路易吉·莫特尼領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)全球應(yīng)用開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，利用杜邦開(kāi)發(fā)的高性能樹(shù)脂制造油底殼、氣門(mén)室罩蓋、中冷器、諧振器、燃油模塊等關(guān)鍵零部件，以此來(lái)減輕車(chē)身重量和降低發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)成本。
應(yīng)用抗磨損的樹(shù)脂摩擦材料
發(fā)動(dòng)機(jī)做的功大多用在了克服各零件間的摩擦上。在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究之后，杜邦發(fā)現(xiàn)有三個(gè)因素非常重要：一是材料的選用，二是零部件的設(shè)計(jì)，三是工作溫度。在材料選用上，杜邦的專(zhuān)利產(chǎn)品Vespel的抗摩擦性能相當(dāng)強(qiáng)，在動(dòng)力系統(tǒng)上已經(jīng)得到很好的應(yīng)用。
杜邦負(fù)責(zé)Vespel部件和Karlrez全氟橡膠密封件在全球運(yùn)輸行業(yè)業(yè)務(wù)的戴夫·里奇介紹，Vespel零件基本上都是用一個(gè)金屬盤(pán)子，加上一個(gè)樹(shù)脂的圓圈，中間再加上潤(rùn)滑液。它所要達(dá)到的目的，就是在任何情況下摩擦力都在可控制范圍之內(nèi)。在客戶(hù)的生產(chǎn)場(chǎng)地和最終用戶(hù)那里發(fā)現(xiàn)，Vespel零件可以減少摩擦大概在45%~55%之間，抗磨損能力達(dá)到65%。Vespel零件主要應(yīng)用在傳動(dòng)系統(tǒng)，尤其是小轎車(chē)上，在大型房車(chē)上也能應(yīng)用，再大一點(diǎn)的就可以用在卡車(chē)和拖拉機(jī)上。
Vespel零件另外一個(gè)成長(zhǎng)相當(dāng)快的應(yīng)用是在排氣系統(tǒng)和渦輪增壓器上。這些零件一直在相當(dāng)熱和臟的環(huán)境下工作，它可以保證摩擦的均勻性和與鋁等金屬差不多的熱膨脹系數(shù)，而且整個(gè)零件的壽命期間一直在運(yùn)作�，F(xiàn)在越來(lái)越多的車(chē)需要用電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，越來(lái)越需要長(zhǎng)期均勻的摩擦。
戴夫·里奇總結(jié)道，Vespel零件能夠控制摩擦，能夠讓整個(gè)系統(tǒng)更加有效，而且能夠控制整個(gè)系統(tǒng)的費(fèi)用，主要有幾個(gè)原因：在旋轉(zhuǎn)零件之間它有相當(dāng)小的摩擦力；間接的好處是可以有更加好的辦法控制燃油和滲漏，這樣可以用小一些的油泵以節(jié)省能量；它的抗磨損性相當(dāng)強(qiáng)，即便與鋁一起磨也是如此�！耙�?yàn)閂espel零件可以直接與鋁一起工作，所以杜邦的客戶(hù)不用再在中間去鑲一些比較貴重的金屬，對(duì)他們來(lái)說(shuō)這也是一個(gè)成本的節(jié)省�！�
特殊工作環(huán)境的彈性體材料
杜邦的另一種彈性體，是一種相對(duì)軟的材料，包括Viton和Vamac，用在很多軟管和絕緣的地方，比如渦輪增壓器的軟管、燃油管道，或者是發(fā)動(dòng)機(jī)的密封件，還用在電池、電纜的絕緣體等領(lǐng)域。
杜邦專(zhuān)家建議，Viton氟橡膠應(yīng)在高度集中的酸性環(huán)境和溫度高達(dá)230℃的高溫環(huán)境中應(yīng)用，它可以有效改善二氧化碳等相關(guān)氣體的滲漏；而Vamac具有極好的耐廢氣酸和氣體性能，可在熱油和酸的環(huán)境中應(yīng)用。目前，許多汽車(chē)電纜供應(yīng)商的電纜絕緣體是用Vamac做的，它非常軟、非常薄，這些產(chǎn)品目前銷(xiāo)售給菲亞特、福特、通用、捷豹，還有混合動(dòng)力車(chē)型上。
可再生資源材料迅速發(fā)展
可再生資源聚合物在汽車(chē)市場(chǎng)的應(yīng)用近幾年有了很大進(jìn)展，相關(guān)材料包括杜邦的Sorona聚合物、Hytrel熱塑性聚酯彈性體、Zytel尼龍等。
“為什么用可再生資源做的樹(shù)脂比用石油資源做的樹(shù)脂環(huán)保呢？”杜邦汽車(chē)業(yè)務(wù)可再生資源材料開(kāi)發(fā)經(jīng)理理查德·貝爾介紹，“第一它是從生物中間提取來(lái)的，第二它在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生非常小的溫室氣體排放。”
與傳統(tǒng)方式生產(chǎn)的同樣產(chǎn)品相比較，杜邦的新產(chǎn)品Sorona可以減少63%的溫室氣體。最近豐田汽車(chē)公司宣布，在他們的SAI新款混合動(dòng)力車(chē)?yán)锩妫?0%的織物要用杜邦的Sorona纖維，主要用于座椅、頂篷、遮陽(yáng)板等。理查德·貝爾表示，如果和目前通常用的尼龍6相比，Sorona的手感非常好而且抗污能力非常強(qiáng)。
上海研發(fā)中心將承擔(dān)更多任務(wù)
杜邦在瑞士、日本、美國(guó)等國(guó)都建有研發(fā)中心，而最新的研發(fā)中心在中國(guó)的上海。邁克·戴介紹，上海研發(fā)中心是在美國(guó)之外的第三大研發(fā)中心，有很多試驗(yàn)室，也有一個(gè)試驗(yàn)區(qū)域和一個(gè)培訓(xùn)中心。
據(jù)了解，上海研發(fā)中心已經(jīng)具有很多能力，可以幫助進(jìn)行材料的選擇，可以做材料與零部件的分析，還可以做一些零件、部件設(shè)計(jì)的優(yōu)化。另外，在上海研發(fā)中心還可以對(duì)客戶(hù)或生產(chǎn)廠(chǎng)家相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)，讓他們自己動(dòng)手了解杜邦的產(chǎn)品。
“目前上海研發(fā)中心大概有170人，本地工程師高達(dá)90%以上，我們希望在不久的將來(lái)達(dá)到400人�！边~克·戴表示，“將來(lái)杜邦會(huì)通過(guò)上海研發(fā)中心把在美國(guó)和歐洲的許多技術(shù)傳遞到中國(guó)來(lái)，未來(lái)越來(lái)越多的工作和設(shè)計(jì)也會(huì)在上海進(jìn)行�！�
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