車的普及、保有量的快速增長和城市化進程的快速實施，導致道路擁擠不堪、道路交通事故頻發(fā)，噪音和廢氣對環(huán)境的污染等等，成為困擾人類生存環(huán)境的嚴重問題。人類面臨著石油資源的匱乏，自然環(huán)境的破壞，生態(tài)變化的危機。因此，社會對汽車制造業(yè)提出了要求：安全、節(jié)能、環(huán)保！

    高品質設計滿足高標準要求

    實現(xiàn)節(jié)省資源、環(huán)保和節(jié)能降耗的目標，必須從整車設計方面入手。從降低能耗的要求分析，可以通過：采用體積更小、品質更輕、功率更大、耗油量更低、廢氣排放污染更少、技術更先進的發(fā)動機；開發(fā)傳動效率更高的動力傳動系統(tǒng)；改善車身的形狀；減小空氣阻力；改善底盤的結構；提高整體性能。其中車身和底盤部分在汽車總品質中所占比例比較大，可改善空間大。除此之外，還必須考慮采用新型材料來降低整車的品質，從而減少燃油消耗和廢氣排放。

        汽車輕量化，是指在保證汽車強度和安全性能的前提下，盡可能地減輕汽車的整車品質。首先要從汽車結構的合理設計開始，充分考慮到新材料（包括輕量化材料）的應用?，F(xiàn)代汽車工業(yè)設計，幾乎全部采用了CAD/CAE/CAM技術，可利用FEA有限元分析功能來分析部件結構的運動行為、應力分布，并對生成的相關資料進行工程分析與剛度和強度計算，對局部進行優(yōu)化及強化設計，達到輕量化的目的。

此車共計采用了160kg的CFRP，由此將鋼板用量減輕了550kg

    減量化是一種顛覆傳統(tǒng)設計理念的革命性設計手段，并不是單純的以減輕車身品質作為終目標，它要從結構方面考慮，本著功能集中的設計原則，盡大可能的減少零部件的數(shù)量，減小零部件體積和外部尺寸，使結構更加緊湊；從而達到在符合各種法規(guī)和標準的前提下，在不影響整體性能的情況下，達到節(jié)能、環(huán)保、回圈經濟的目的。

    減量化是高品質設計中的核心組成部分，要求必須從采用全新的形狀優(yōu)化設計方法、先進的控制技術、輕量化車身、新型高強度輕型材料、減少零部件數(shù)量、優(yōu)化結構和提高工藝方面開始。形狀優(yōu)化設計法，是基於生物學增長規(guī)律的設計方法，既可減少車身部件數(shù)量，又可減輕零件品質，還可延長零件的使用壽命。采用形狀優(yōu)化設計的車型零件數(shù)可以從400個減少到少於100個，品質減輕25～30％，多可使裝車品質降低500kg左右。由此，可看出這種設計的巨大潛力。
新型輕質材料在汽車輕量化過程中的重要性

    汽車常用的輕量化材料有：高強度鋼、鋁鎂合金、塑料及聚合物材料、樹脂基復合材料、碳纖維復合材料、玻璃纖維復合材料等。雖然鋼鐵材料仍在結構材料中保持主導地位，但比例逐年下降，鋁鎂合金、工程塑料、復合材料等材料比例逐漸增加。“以塑代鋼”已成為汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢，可以做到從汽車結構件擴展到整個汽車的內外飾件。從結構材料和功能材料的角度以及物理性能指標等方面分析，塑料及復合材料無疑是的汽車輕量化材料，也是實現(xiàn)輕量化的重要途徑之一。

    塑料在汽車上的應用

    塑料是汽車上應用廣泛的輕質材料。它是以合成樹脂為基體，加入不同的添加劑并在一定的溫度、壓力的作用下，塑造成各種形狀制品的高分子材料。塑料的種類繁多，按熱性能分為熱固性和熱塑性兩類；按應用范圍又可分為通用塑料、工程塑料、高性能工程塑料。塑料幾乎可以應用在汽車上的所有總成，行業(yè)內習慣將它們分為內裝（飾）件、外裝件和功能件（其他結構件）。可以對汽車安全性、舒適性、輕量化、回收利用等的提升給予了較大的技術支援。

    目前使用量大的汽車塑料有PP（聚丙烯）、PUR（聚氨酯）、PVC（聚氯乙烯）、ABS、PA（聚醯胺或稱尼龍）和PE（聚乙烯）。隨著現(xiàn)代化塑料工業(yè)的發(fā)展，高性能工程塑料也越來越多的在汽車上應用。

    工程料和高性能工程料

    工程塑料是指被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑料，是強度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優(yōu)的可作為結構材料的塑料。工程塑料的主要特性是：密度小；比強度高；化學穩(wěn)定性好電絕緣性優(yōu)良；耐磨，具自潤滑性，可減低摩擦系數(shù)；耐熱性和尺寸穩(wěn)定性高；抗沖擊、抗疲勞性能優(yōu)良。

    工程塑料除了具備這些優(yōu)異的性能，還可以采用通常的塑料加工方法加工成各種制品。廣泛應用於汽車上。近年來，工程塑料主要是通過增韌技術，嵌段共聚或幾種聚合物混煉成為高分子共混物，以增加品種和改進性能，使其抗沖擊強度更接近金屬。它與通用塑料并沒有明顯的界線，工程塑料常見的種類主要有：聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚醯胺（PA，俗稱尼龍）、熱塑料性聚酯（PET、PBT）改性聚醚（PPO）等。

    特種工程塑料是指綜合性能更高，長期使用溫度在150℃以上的工程塑料。它具有：化學性能穩(wěn)定，自潤滑性能良好，硬度、強度和比強度高，阻燃性、電絕緣性和尺寸穩(wěn)定性好，相對密度和導熱系數(shù)小，品質輕，可塑性、材料性能適應性強，耐油、減震、隔音效果出色等優(yōu)異的性能，并且成本相對比金屬材料低等特點，未來在汽車上的應用會非常廣泛。

    高性能工程塑料有：聚醯亞胺（PI）、聚醚碸（PES)、聚碸（PSU）、聚氨酯（PU）。

    塑料在汽車制造上已經具有50幾年的應用歷史，汽車塑料的用量是衡量一個國家汽車生產技術水準的標志之一。從20世紀70年始，汽車塑料的應用在從內飾件向外部飾件逐步擴展的發(fā)展歷程。大量使用塑料制品,以替代各種昂貴的有色金屬和合金材料,既可提高汽車造型的美觀與設計的靈活性,降低零部件加工、裝配與維修的費用,又可以降低汽車的能耗。在歐洲，車用塑料的重量占汽車自重的20%，而每輛德國車平均使用塑料接近300kg，占汽車總重量的22%。塑料在汽車上的應用數(shù)量日益增加，特別汽車內飾件對材料提出了更高的要求。利用塑料的質輕、防、吸振、設計自由度大的特點，現(xiàn)代汽車用塑料結構件取得了長足的發(fā)展，并且是今後的重點發(fā)展方向之一。