“以塑代钢”实现轻量化作为节能减排的有效手段之一，越发受到各大车企的追捧，而这一趋势也使得一些新型纤维增强复合塑料孕育而生。在近期由上海市汽车工程学会等单位举办的“汽车创新材料及工艺应用展示”中，不少企业介绍了连续纤维复合塑料、碳纤维复合塑料、天然纤维复合塑料在汽车中的应用，并表示，虽然这些新型材料在应用中遇到了诸多问题，但只要将正确的材料应用在正确的地方，并配合以正确的设计与工艺制造，从中便能看到汽车轻量化发展的未来。
探索新型纤维复合塑料
汽车在“以塑代钢”的过程中，必须满足材料的强度性能要求，而纤维增强型复合塑料很好地让塑料在实现减重的同时，也能满足强度性能要求，在汽车中已经得到了广泛应用。
据Celanese技术经理祁源介绍，相比短纤维复合塑料，由于长纤维复合塑料具有更好的低温抗载荷能力，因此在汽车中的应用更为广泛，也是目前汽车行业应用较为成熟的纤维复合材料。然而，随着材料技术的不断发展，不少厂家正在寻求连续纤维增强复合塑料在汽车中的应用。
如Celanese研发了一款连续玻纤增强型复合胶带，该材料如同胶带一样薄，只需将其贴在需要的地方，便能实现局部增强的作用。不难想象，在“以塑代钢”的过程中，若有哪些部件达不到强度要求，只需贴上一张“胶带”即可。祁源表示，目前该新型材料仅处于起步阶段，Celanese在国外已与奥迪、福特等厂商进行合作，但国内的整车厂还处于观望状态，或许没有人愿意当“小白鼠”，在国内针对该材料的合作项目甚少。
同样，山东双一集团也在进一步探索连续纤维复合塑料在汽车中的应用。据山东双一集团北京分公司总经理杨涛介绍，他们将连续纤维以织物的形式制成部件，可以对连续纤维进行单向、平纹、斜纹以及多轴向的编织，而织物状态更有助于产品生产质量的平稳。
除了连续纤维复合塑料，碳纤维复合塑料也是最近比较热门的新型复合塑料。但由于碳纤维自身价格昂贵，且采用的生产工艺效率不高，制约了其在汽车上的大量应用。另外，杨涛指出，国内缺乏本土化碳纤维原材料供应商，货源的紧缺也成了阻碍碳纤维在汽车上应用的一大因素。
“比如，宝马与西格里碳素公司（SLG Carbon）合作，宝马便对该公司的碳纤维进行了垄断，在国内即使有相关的技术，但也买不到相关的碳纤维原丝以及相关标准。”杨涛说，“国外通过消耗原材料策略，可能使得2016年我国国内出现碳纤维货源紧缺现象。因此，目前国内亟须实现碳纤维原丝本土化生产。”
除此之外，随着人们保护环境意识的日益增长，各种天然纤维也逐步进入了汽车领域。汽车用天然纤维主要是指植物纤维，如洋麻、大麻、亚麻、黄麻和剑麻等麻纤维及椰壳纤维等。
据杨涛介绍，天然纤维复合塑料的密度十分低，减重效果比普通纤维复合材料更明显。同时，由于其可生物降解的特性，对于环境更为友好，再加上其热塑性能好，诸多优势使得其在汽车制造中的作用越来越大，应用范围也越来越广，成为目前汽车塑料，特别是内饰塑料发展的一大趋势。
正确的材料用在正确的地方
展会中，中国汽车工程学会陈一龙表示，正确的材料要用正确的技术，正确的材料要用在正确的地方，这是选材设计的原则。这句话看起来简单，但做起来实为不易。
杨涛也表示，目前不少整车厂以及供应商都在不断探索新型材料在汽车上的应用，但如何将新型材料应用得当是值得大家探讨并研究的。以碳纤维复合塑料为例，虽然它具有种种性能上的优势，但毕竟自身价格昂贵，如果某个部件的强度使用玻璃纤维复合塑料能够达到，就完全没有必要去使用碳纤维复合塑料来代替。
那么，碳纤维复合塑料由于其高昂的成本，是否只能用在高端跑车上呢？对此，杨涛表示，其实，碳纤维复合塑料可以应用在新能源汽车上。由于碳纤维复合塑料在保证强度的同时，减重效果明显，就可以相对减少新能源汽车的电池成本，从综合成本来看，相差并不大。
事实上，国外对于碳纤维在新能源车上的应用已经走在了时代的前沿。去年，宝马发布的i3纯电动车便大量应用了碳纤维复合材料，它是碳纤维复合材料在新能源车上应用并市场化的代表。但杨涛表示，国内没有一家整车厂在新能源车上应用碳纤维复合材料，因为没有人敢做“第一个吃螃蟹的人”。
工艺创新与材料创新密不可分
陈一龙指出，对于汽车轻量化，设计是龙头，材料是基础，制造是纽带。汽车轻量化需要产品创新，同时需要制造工艺创新。而我国汽车工业开发建设进步迟缓，很大的一个原因在于我国只注重产品创新，而不注重制造工艺的创新。
确实，目前连续纤维复合塑料、碳纤维复合塑料无法得到普及，除了成本问题，制造工艺也是一大阻碍。如热固性连续纤维复合塑料虽然能满足主承力件的强度要求，但其生产周期长，难以实现批量生产。又如，前面提到的Celanese研发的连续玻纤增强型复合胶带，该材料目前还是使用手工贴合，耗时耗力。目前，Celanese正在进行进一步的工艺优化。
当然，也有不少供应商在进行制造工艺上的创新研究，并有了一定突破。如三菱综合材料管理（上海）有限公司研发了碳纤维材料切削加工用刀具。碳纤维复合塑料非常硬，刀具容易磨损；加工时，材料中的树脂部分强度低，材料容易产生毛刺、分层，且树脂耐热温度低，不适合高速加工。为此，该公司研发了带有金刚石涂层的切削刀具，且客户可以定制带有冷却孔的产品，这一创新制造工艺解决了碳纤维复合塑料难加工的问题。（见习记者 阮希琼）
