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非织造布助力汽车市场应对挑战

新闻中心

非织造布助力汽车市场应对挑战

分类:
新闻中心
作者:
来源:国际非织造工业商情
发布时间:
2022/04/30

非织造布在汽车市场的机会不断扩大。汽车设计师寻找重量轻、成本效益高、可持续并能为驾驶员和乘客提供更高舒适度和更低噪音的材料,非织造布正在帮助他们满足这些需求。再加上电动汽车 (EV) 市场预期进一步增长,非织造布生产商对该市场持乐观态度。

 

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非织造布生产商提供的创新解决方案,让车辆更轻、更可持续、更舒适。
 

“由于非织造布的多功能性和容易适应新应用的能力,其作用确实正在扩大。”Sandler技术产品销售总监Gerhard Klier说,该公司生产一系列用于汽车应用的非织造布。“最重要的是,在大多数情况下,非织造布是一种可持续的选择。”

 

他指出,非织造布可以在一种材料中结合不同的特性,例如一个吸音材料也可以是良好的隔热材料。非织造布可以是多功能的,例如作为吸音垫的平板,也可以作为二维模切部件或三维模制部件。“因此,可以使用单一聚合物材料,提供只有通过不同产品组合才能实现的特性组合。而且,它们由聚酯等原材料制成,易于处理,用途广泛,适合回收和再利用。用于生产此类材料的广泛技术扩大了应用领域,并为设计师和建筑工程师提供了更多选择。”

 

在日产,设计团队在汽车的某些区域增加了非织造布的使用。日产设计美国公司的首席色彩和室内设计师Moira Hill表示,它们的成本低、重量轻,能够具有可见的毛边(没有磨损),这都赋予了非织造材料巨大的优势。

 

在最近的SUV和跨界多用途车中,日产在行李箱区域增加了非织造布地毯覆盖范围,包括行李箱侧面,以防止划伤和损坏,并提升高品质的感觉。外观设计上也在装饰件中使用了更多的非织造材料。这可以在日产Rogue车门的垂直表面上看到,就在扶手上方。根据日产研发部室内工程高级经理Michael Eberlein的说法,该汽车制造商已尽可能地在扶手上使用非织造材料,包括车门和中控台。

 

与此同时,一些非织造布的手感在过去十年中有所改善,触感变得不那么粗糙,Hill说:“与此同时,客户希望了解产品是由什么材料制成,期望让某些材料(如非织造布)更显眼,而不会被不必要地遮盖起来。非织造布的出现(具有多色外观)正符合这一趋势。随着非织造布变得越来越容易被客户提及和使用,继续改进其手感将变得很重要。”

向电动汽车迈进

 

随着电动汽车数量的增加,在这些车型实现某些目标的过程中,非织造布将发挥重要作用,例如减轻车辆重量,从而提高燃油效率。

 

 

 

根据国际能源署的数据,尽管美国的电动汽车销量比欧洲和中国等地区要少,但通用汽车(GM)和福特汽车等美国汽车制造商正将数十亿美元的赌注押在电动汽车的未来上。去年,通用汽车宣布到2025年将在全球提供30款全电动车型,到2025年底,该公司在美国的40%的产品将是纯电动汽车。通用汽车还表示从2020年到2025年,他们在电动汽车和自动驾驶汽车的投资将增加到350亿美元,比新冠疫情之前宣布的初始承诺增加了75%。

 

与此同时,福特汽车公司还宣布计划与其合作伙伴SK Innovation共同投资114亿美元,并在田纳西州和肯塔基州新建两个园区。这些园区将生产下一代F系列电动卡车,以及为未来的福特和林肯电动汽车提供动力的电池。
位于田纳西州一个耗资56亿美元的全新大型园区被命名为BlueOval City,这里将建立起福特的垂直整合生态系统,以组装更多的F系列电动汽车,并将包括BlueOval SK电池厂、主要供应商和回收利用。

 

与此同时,福特计划在肯塔基州中部与SK Innovation建立一个专用的电池制造综合体——耗资58亿美元的BlueOval SK Battery Park。该园区拥有的两个电池厂旨在为福特的北美装配厂提供本地组装的电池,为下一代福特和林肯电动汽车提供动力。

 

随着电动汽车市场的不断扩大,非织造布生产商正在与客户一起合作改进和开发新产品。

 

Superior Felt & Filtration(SFF)是一家直接生产汽车技术毛毡的公司,它看到了电动汽车市场的新增长,以及在发动机舱和车舱内清洁空气解决方案的机会。“一般来说,非织造布在许多应用中能提供一种轻便且具有成本效益的选择。随着重量问题在电动汽车中的地位越来越重要,非织造布将在隔音和结构方面发挥更多作用,”SFF销售经理John Bader说。

 

 

他补充说,电动汽车更需要吸音板,它们大多是非织造布制成的。作为卷材制造商,SFF向一级和二级汽车加工商和制造商提供产品,其技术非织造布在北美几乎所有汽车装饰模型中都可以找到。

 

Mann+Hummel材料开发经理Jens Neumann博士表示,对于混合动力电动汽车,这些类型的车辆仍然需要合适的过滤产品,因为它们有内燃机。另一方面,纯电动汽车需要的过滤产品较少,但为使用非织造布技术的新产品创造了机会。

 

由于引擎盖下没有燃油发动机,因此可以安装高性能HEPA车内空气过滤器系统。Mann+Hummel使用的合成过滤介质由数个非织造布层组成,与传统过滤介质相比,其透气性显著降低。“为了实现尽可能低的压降和能耗,过滤器的介质面积必须相应增加。基于这个原因,HEPA过滤器比标准的车内空气过滤器大五倍多。”Neumann博士说。

 

此外,他补充说,电动机、齿轮和电池本身需要润滑或冷却。“空气过滤器用于风冷电池组,而液冷系统可能需要非织造布颗粒过滤器。这些新应用伴随着特定要求,如针对腐蚀性液体的高耐化学性,或非常高的过滤性能,这对我们开发新型非织造布基材的过滤介质提出了挑战。”

 

这些示例显示了电动汽车对过滤要求的多样性。“合成非织造材料的主要优势在于,纤维材料的参数可以为所需的耐化学性和纤维直径而专门调整,结合三维结构,影响过滤性能,如颗粒分离效率、容尘能力和压降,”Neumann博士解释道,“由于压降与电池能量消耗直接相关而影响行驶里程,因此尤为重要。”

 

在汽车市场,科德宝高性能材料(Freudenberg Performance Materials)提供一系列产品和技术,包括高性能轻量化解决方案,以及支持电动汽车的突破。科德宝是为数不多的完全在其自己的生产设施(包括实验室)内部制造气体扩散层(GDL)的公司之一。

 

据该公司称,汽车市场的主要趋势之一是通过立法推动来增加电气化。“这为新的制造商(例如中国的蔚来汽车在欧洲扩张)铺平了道路,并导致对燃料电池和电池生产的投资增加。”科德宝高性能材料首席执行官Frank Heislitz博士说。

 

在电动汽车中,声学扮演着不一样的重要角色,因为噪音的来源和频率与内燃机汽车不同。“替代的驱动装置比内燃机安静得多,而轮胎滚动或气流等噪音更加明显,”Heislitz博士解释说,“最重要的是,电动汽车不再拥有会在冬天自行加热的发动机。这使得在车辆中使用不仅能吸收噪音、重量最轻而且具有隔热功能的材料变得更加重要。这样也让电池消耗的电量更少,从而延长了车辆的续航里程。”

 

Sandler的Klier表示,在某些情况下,电动汽车需要非织造布用于不同的应用,但也有一些应用领域将保持不变。“电动汽车不需要燃油滤清器,而且由于噪音水平与内燃机汽车不同,吸音部件的使用将发生变化,但是仍然需要隔音和隔热,”他说,“车内空气过滤也仍然是一个重要的应用领域,预计对这些材料的需求将会增长。另外,非织造布在电动汽车中的另一个重要应用是电池隔膜。”

可持续的替代方案


通过将回收棉和功能性纤维的独特混合,欧拓(Autoneum)推出一种新的基于毛毡的技术Flexi-Loft,可减轻产品重量,甚至可以准确适应复杂的形状。因此,该材料可为泡沫提供一种多功能且更可持续的替代品。

 

为了以最小的重量和最大的可持续性实现高声学性能,欧拓不断改进其产品组合。例如,在汽车内饰部件方面,标准热塑性毛毡因其吸声性、坚固性和环境友好性而被广泛应用。然而,由于毛毡材料通常体积较小,且可模压为泡沫部件,因此需要更多重量才能彻底填充部件表面和汽车白车身间不同厚度的区域。相比之下,欧拓的Flexi-Loft技术比标准毛毡更轻、更灵活、适应性更强。此外,基于纤维的材料用途广泛,在可持续性方面明显优于当前的泡沫产品。

 

由于将再生棉和聚酯纤维进行创新混合,Flexi-Loft显著减轻了部件重量,同时提高了几何适应性和声学性能,尤其是在低厚度区域。凭借纤维的特殊特性,Flexi-Loft能够精确适应各种车身,从而提高相应产品的隔音质量。即使重量轻,Flexi-Loft也能覆盖多种材料厚度,因此是具有复杂形状的内部组件(例如内仪表板和汽车地毯)的理想材料。作为标准毛毡和泡沫的轻质、灵活和可持续的替代品,Flexi-Loft凭借多功能应用与现有欧拓技术(如Hybrid-Acoustics和Prime-Light)而脱颖而出。此外,该材料有助于减少车内的异味和灰尘。

 

总体而言,Flexi-Loft可提供设计自由度和并增强可持续性。这种轻质纤维基材料的特点是在整个产品生命周期内具有出色的环保性能,同时提供与泡沫替代品同样的优势。

 

本文选自Nonwovens Industry杂志

作者:Tara Olivo

 

来源:荣格-《国际非织造工业商情》