塑料如何助力轻量化,轻量化塑料应用有哪些优势

摘要:        轻量化这一概念最先起源于赛车运动，并随着节能环保的发展趋势广泛应用到普通汽车领域。如今轻量化不仅局限于汽车领域，在无人机、风机叶片、建筑、以及航空航天等各领域，轻...

轻量化这一概念最先起源于赛车运动，并随着节能环保的发展趋势广泛应用到普通汽车领域。如今轻量化不仅局限于汽车领域，在无人机、风机叶片、建筑、以及航空航天等各领域，轻量化都是一个热门词汇。塑料比重低，塑料的使用在各领域助力轻量化。

汽车轻量化

在如今的车辆上，无论是外装饰件、内装饰件如仪表板、车门内板、副仪表板、杂物箱盖、座椅、后护板等，还是功能与结构件等，到处可以看到塑料制件的影子。毫不夸张地说，汽车轻量化要求为车用塑料提供了广阔市场。

目前，现代汽车上100kg的塑料材料取代了原先需200～300kg的传统金属材料，减重效果十分突出，这对于节约能源，降低温室气体排放具有重要意义。如汽车塑料进气歧管替代金属可减轻质量40%～60%，且表面光清流动阻力小，可提高发动机性能，并在提高燃烧效率、降低油耗、减振降噪方面都起到一定作用。

无人机轻量化

续航性差是无人机的一大难题，除了提升电池容量或者探索新的动力支持以外，或许能够像汽车那样通过轻量化来减少动力耗损，以达到增强续航能力的效果。

和传统金属材料相比，塑料具有结构重量轻、复杂或大型结构易于成型、设计空间大、比强度和比刚度高、热膨胀系数小等诸多优点。将塑料直接应用于无人机结构上对减轻空机身重量、增加有效载荷、提高安全性和隐身性具有重要的作用。

无人机的机身、机翼、护翼、起落架等部件都可以使用工程塑料，除了可以节约成本之外，还具有金属不具备的优势：

1、减轻机身重量，提升续航能力;

2、降震减噪，提升整机抗冲性能;

3、减少金属材料对远程信号干扰;

4、简化成型工艺，提升产品结构设计灵活性。

目前无人机轻量化应用的工程塑料主要有改性PC、PP、PA等及其合金。

风机叶片轻量化

发电一直是重要的清洁能源之一，其在产生巨大电能的同时，也不会产生公害性污染，是国家重点发展能源，而风力发电机叶片正是风能利用的重要一环。

叶片是风力发电机组的重要构件。它将风能传递给发电机的转子，使之旋转切割磁力线而发电。为确保在野外极其恶劣环境中长期不停、安全地运行，对叶片材料的要求是：

1、密度小且具有最佳的疲劳强度和力学性能，能经受住极端恶劣条件和随机的负荷(如暴风等)的考验，确保安全运转20年以上;

2、成本低(精确说为分摊到每度电的成本);

3、叶片的弹性、旋转时的惯性及其振动频率特性曲红都正常，传递给整个发电系统的负荷稳定性好;

4、耐腐蚀、耐紫外线(UV)照射和抗雷击性好;

5、维护费用低。

研究人员开发出高耐用热塑性塑料泡沫和复合材料，减轻叶片重量，利于运输、组装、拆卸和回收。

目前研究比较成熟，在风机叶片领域应用最为广泛的一种复合材料是玻纤复合材料。该材料具有强度高、质量轻、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛、工艺性好、生产效率高等优点。

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