
图1 梁振华先生 欧文斯科宁(中国)投资有限公司汽车部负责人
近年来,“轻量化、环保、驾乘舒适性”已成为汽车制造业的发展潮流,在这一技术潮流的推动下,复合材料正在成为汽车制造业中的新宠。提起复合材料,人们会不由自主地想到欧文斯科宁。的确,作为玻璃纤维的发明者,作为开创了复合材料在汽车上应用先河的、具有创新精神的公司,欧文斯科宁的复合材料解决方案以其特有的优势有力地推动了汽车制造技术的不断进步。
AI:作为全球复合材料技术领域中的佼佼者,多年来贵公司一直引领着复合材料技术的进步。请简要地介绍一下贵公司的发展历史以及在该技术领域中的一些成功故事。
梁振华先生:欧文斯科宁是全世界最大的玻璃纤维供应商和复合材料解决方案的提供者。公司成立于1938年,是财富500强企业,在全球六大洲超过25个国家和地区拥有制造、销售和研发机构,全球员工达20000人。
作为一家创新的公司,早在1932年,欧文斯科宁的创始人就发明了玻璃纤维蒸汽喷吹法工艺,由此而开始了玻璃纤维的商业化生产。作为玻璃纤维的发明者,欧文斯科宁一直倡导着复合材料技术的创新,特别是在汽车制造领域中,欧文斯科宁可谓是开创了复合材料在汽车上应用的先河。从1945年开发了第一辆甲壳虫汽车全玻璃钢车身以来,公司一直致力于研发各种适合汽车工业的解决方案。1953年,通用公司利用欧文斯科宁的喷射法生产了10000辆全玻璃钢车身的雪佛兰汽车。1987年,欧文斯科宁的复合材料又被应用于标致405的首个前端框架。
50多年来,在玻璃纤维技术方面的经验积累使欧文斯科宁在该技术领域中占有了不可撼动的市场地位,只要涉及到复合材料的解决方案,客户都可以在欧文斯科宁找到所需要的技术和服务。欧文斯科宁与众不同的“系统思维”方式从了解客户的需求出发,能够为客户提供包括物料、设备、工序等在内的所有技术服务。
AI:目前,复合材料在汽车制造业中的用量日益增加。请您谈谈复合材料在汽车上应用的必要性。与金属材料或其他塑料材料相比较,复合材料的优点是什么?
梁振华先生:近年来,“轻量化与环保”日益成为汽车制造业的两大发展主题。随着全球石油价格的不断上涨,消费者对汽车燃油经济性提出了越来越高的要求,因此降低汽车自重已成为未来汽车发展的一个重要方向。在减轻汽车重量方面,轻型材料无疑将发挥重要的作用,其中用复合材料制造汽车的车身已为很多汽车制造商所推崇。与此同时,来自环保方面的压力使汽车制造商必须选用更加环保的材料。基于上述发展趋势,目前复合材料以其诸多的优点而成为汽车制造业中的新宠。与传统材料相比,复合材料的优势在于轻质高强、设计自由度大、不锈蚀、成型工艺性好,是汽车制造业中“以塑代钢”的理想加工材料。
AI:贵公司为汽车行业提供的复合材料解决方案主要包括哪些?
梁振华先生:欧文斯科宁主要为汽车行业提供两类解决方案,一是吸音降噪的声学解决方案,包括:silentex消音器、VersaMat吸音棉、AcoustiMax吸声基材。二是结构件解决方案,主要是OC MAX产品。
AI:汽车上主要有哪些部位需要采用吸音降噪材料?这些部位对吸音降噪材料分别提出了哪些特殊的要求?
梁振华先生:汽车上需要使用吸音降噪材料的部位有:车顶、发动机舱、驾驶室、衣帽架、行李箱、发动机底盘、车轮罩等等。其中每个部位由于工作环境不同,对材料的要求也各异。比如,发动机舱需要材料具有良好的吸音和耐高温性能;驾驶室要求材料具有良好的环保性能,且无异味,不会对人体造成伤害;发动机底盘和汽车轮罩则对整车降噪材料的耐腐蚀、耐久性提出了更高的要求。

图2 欧文斯科宁
AI:当前汽车制造业中使用的主流吸音降噪材料是什么?随着技术的进步,其发展趋势如何?或者说,将会出现哪些新的、更先进的材料解决方案可以取代传统的材料?
梁振华先生:现在大多数汽车上使用的吸音降噪材料主要是用酚醛树脂粘结的废棉、玻璃纤维和聚合物纤维。由于酚醛树脂采用甲醛作为固化剂,而甲醛是一种对人体有害的物质,再加上酚醛树脂本身属于一种热固性塑料,不能回收,因此上述吸音降噪材料正在逐渐被新型的、可回收且不含甲醛的材料所取代。
AI:与竞争产品相比较,贵公司所提供的吸音降噪材料具有哪些特点?实际应用效果如何?
梁振华先生:多年来,欧文斯科宁汽车部门的专家们一直在领导着结构、降噪、保温等复合材料方案的革新。让我们先来看看通用凯迪拉克C980、别克荣御、马自达六、福特蒙迪欧、日产天籁等车型,这几款车都以安静、噪声低而著称,而在这几款车型中,都使用了欧文斯科宁的吸音降噪材料。总之,在吸音降噪材料技术领域中,欧文斯科宁的产品一直以环保、无任何挥发性物质、可回收、重量轻、使用面广,以及能够满足耐高温、耐久性等需求而著称于汽车制造业中。在人耳敏感的400HZ到4000HZ的频譜范围内,欧文斯科宁的特殊纤维品种和配方具有比竞争产品更好的吸音性能,从而在很多高档汽车上得到了成功应用。
举例来说,silentex消音器是由OC的安达(Advantex)玻璃纤维制备,与目前国内汽车消音器使用的岩棉纤维相比,安达纤维有耐高温、耐腐蚀、强度高、耐久性好(无任何吹出物)等优点。
VersaMat吸音棉是一种100%PET隔音隔热材料,主要应用于汽车车顶内衬、车门饰板、发动机引擎罩、后搁板,以及行李箱饰件隔音毡、主地毯隔热层等方面。多达33种纤维配方的改进,以及毡制品的容重调整,使得VersaMat吸音棉与一般的吸音材料和传统的玻璃棉相比,不仅具有优良的吸音性能,而且耐高温、耐候性能更好,同时更轻质。此外,由于采用了不同熔点的双组份纤维,可在模制过程中形成一种半结构材料,使得VersaMat的成型性能更好,能够被制成各种复杂的形状,既能承受自身重量,又能保持优良的吸音性能。
AcoustiMax吸声基材是欧文斯科宁推出的新型轻质PP加玻纤复合材料,可以用作汽车顶篷、衣帽架、行李箱饰件、车门内饰板、座椅靠背等半结构部件的基材。与同类产品相比,AcoustiMax吸声基材具有各向同性的特点,有利于改善结构的整体性能。同时,由于材料热膨胀率高,因此可以被制成变截面产品,增加了设计自由度。该产品优良的吸音效果可以使车内的视听环境得到大大改善。

图3 欧文斯科宁产品在汽车上的应用
AI:您刚才提到的OC MAX产品是一种怎样的材料?有哪些优点?使用性能如何?
梁振华先生:长期以来,欧文斯科宁一直在全球进行着长纤热塑增强材料及部件的应用和推广工作。随着中国及亚太地区复合材料产业的高速发展,欧文斯科宁正在将包括“WIRE COATING”工艺在内的长纤热塑增强材料引入中国,并命名为“OC MAX”。
OC MAX产品是一种长玻纤增强PP的改性塑料粒子,一般为12mm或25mm长,直径在3.2mm左右,密度为1120kg/m3。在这种粒子中,玻璃纤维有着和粒子同样的长度,玻璃纤维的含量可以从20%到70%不等,粒子有黑、灰和本色等不同的颜色。该粒子可以采用注射成型或模压工艺生产出结构件或半结构件。
长纤热塑增强材料的特点是:在进入注塑机料斗时,内部的纤维长度和粒子长度相等,为半英寸。随着注塑机螺杆的输送、注射口的流体冲击,以及材料在模腔内流动等工艺条件的变化,玻璃纤维最后在制品中的平均长度为4mm左右。相对于传统的短玻纤增强热塑性塑料,长纤热塑增强材料在制品中保留了更长的玻纤长度,因此具有更好的力学性能。
相对于金属材料,长纤热塑增强材料具有高度的部件整合性能,有利于节省加工和安装成本。基于这一优势,长纤热塑增强材料被广泛应用于车门板的制造中。与金属材料相比,它可使每个车门板的重量大约减轻1.04kg,材料成本节省1.6美元,同时每个门板的组装时间可以节省4min以上,这样总体计算下来,每个门板大约可以节省6.61美元。
目前,欧文斯科宁正在致力于开发长纤热塑增强材料在汽车上的更多应用。
AI:贵公司目前在中国的业务开展情况如何?有哪些产品实现了本地化生产?除产品外,还可为客户提供哪些技术支持?
梁振华先生:欧文斯科宁的silentex消音器产品自2003年推广以来,目前已占有了大众、通用、丰田、日产等汽车品牌100%的市场分额。
VersaMat吸音棉产品自去年推出以来,在国内的高档车型上也得到了普遍应用。今年我们将要推出AcoustiMax吸声基材,该材料已成为通用和大众一些新车型上的指定用料。
目前,上述产品均在国内加工生产,所使用的基础原材料还主要依靠进口。随着市场需求的不断增加,为了降低生产成本,以向客户提供质优价廉的产品,我们已经计划实现基础原料的本土化生产,估计这一计划明年可望实现。
在中国,欧文斯科宁针对汽车行业拥有专业的技术开发和服务队伍,可以从汽车的NVH开发设计阶段开始,为客户提供最适宜的噪声解决方案,从而使客户开发的新车型达到预定的降噪指标。
欧文斯科宁小资料
+1994年,欧文斯科宁复合材料部门开始了在中国的业务;
+2002年,欧文斯科宁(上海)复合材料有限公司成立,生产并提供silentexTM系统以及其他用于汽车工业的解决方案;
+ 2004年,应用开发部门成立,致力于新材料的开发应用,主要服务于基础设施、建材、汽车等不同的行业;
+ 2005年,欧文斯科宁亚太地区科学技术中心建成,从事于欧文斯科宁各项解决方案的应用与发展,产品测试,以及推进各项建筑规范和标准的制定,以求建立一个更完善的产品和市场体系。