塑料尾門第一次走進(jìn)大眾的視野應(yīng)該是2014年初，國產(chǎn)奇駿上市之后。你要是在某車之家論壇里搜索“塑料尾門”四個(gè)關(guān)鍵字，首頁十條檢索結(jié)果里六條是來自于奇駿論壇，如圖1。大家都是一臉“你逗我呢”的懵逼表情看著這個(gè)塑料的尾門，千萬個(gè)不信任。這玩意兒能抗撞？安全嗎？會(huì)不會(huì)一蹭就爛了？壞了怎么修？更多的，大家偷工減料，糊弄中國人的帽子已經(jīng)扣出去了。日產(chǎn)也是一臉大寫的冤，倫家歐洲，本土，北美都是這樣的，也沒見這么大的反應(yīng)啊。我想，可能是，我們的鋼板崇拜教眾都比較虔誠吧。
圖1
如果我們把時(shí)間往回?fù)埽鋵?shí)2014款的奇駿，第三代奇駿，根本不是國內(nèi)第一款上市的應(yīng)用塑料尾門的車型。早在2009年4月份上市的沃爾沃的XC60就是塑料尾門，稍微晚一點(diǎn)的第一款自主品牌配置塑料尾門的車型，榮威E50電動(dòng)車于2012年底上市，在比奇駿稍微晚一點(diǎn)2014年4月份發(fā)布的PSA集團(tuán)的旗下高端品牌DS的第一款SUV車型DS6，也是塑料尾門。還有就是，2013年初國內(nèi)上市的五門版路虎極光也是塑料尾門。如果我們?nèi)ミ@些車型的論壇看看，也有反饋車型是塑料尾門的，但是遠(yuǎn)沒有奇駿車主的反應(yīng)強(qiáng)烈。說實(shí)話，本人了解到塑料尾門，也是從奇駿開始的。如果我們仔細(xì)看上面這幾個(gè)車型，能發(fā)現(xiàn)一些特點(diǎn)，奇駿是這些車型中最暢銷，最居家，最大眾的車型。其他路虎極光、XC60、DS6、E50等。要么高端豪華消費(fèi)群體，要么是冷門車型，受眾都是偏小的，所以這些車主的聲音才沒有被大家所聽見，沒有廣泛傳播。
那你可能會(huì)問了，既然已經(jīng)有這么多車型，而且是高端車型都用塑料尾門了，肯定是由一些好處或者有點(diǎn)的，主機(jī)廠為什么要把原來的鋼板尾門或者鋁板尾門換成塑料尾門呢？這是個(gè)很好的問題，我們下面就好好討論一下。
要開始討論這個(gè)問題，我們先要堆砌幾個(gè)和汽車無關(guān)鍵詞：環(huán)境保護(hù)，低碳社會(huì)，可持續(xù)發(fā)展，和諧自然……你可能會(huì)覺得這些詞又紅又專的感覺，和我們今天要討論的問題沒什么關(guān)系啊。那你就錯(cuò)了，這些我們活著從小就耳熟能詳?shù)模蚪鼛啄瓴艧崞饋淼脑~語，也是全球當(dāng)下都關(guān)注的話題。畢竟，地球只有一個(gè)，汽車作為現(xiàn)代社會(huì)最普遍的交通工具，其使用的是化石燃料，不可再生，產(chǎn)生的氣體中又有許多對環(huán)境有害的成分，自然是全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。這些焦點(diǎn)對應(yīng)到汽車上，也是幾個(gè)關(guān)鍵詞：燃油經(jīng)濟(jì)性，碳排放，材料回收再利用，能源回收……在對應(yīng)到細(xì)節(jié)的技術(shù)上，就是發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，新型燃料的應(yīng)用，混合動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用，電動(dòng)車的開發(fā)，怠速起停系統(tǒng)，剎車能量回收系統(tǒng)，排放控制技術(shù)的發(fā)展，材料循環(huán)使用，以及輕量化。
如果我們簡單的畫一個(gè)路線圖，塑料尾門的作用會(huì)是這樣的。
所以說，隨著歐美越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)，諸如歐六法規(guī)的實(shí)施。而且歐盟在2009年通過了第443號法規(guī)，旨在控制CO2的排放，其遠(yuǎn)期目標(biāo)是到2020年，CO2排放控制在95 g/km. 面對如此嚴(yán)苛的法規(guī)，主機(jī)廠自然會(huì)使出全身解數(shù)去壓榨整車各個(gè)方面的性能，輕量化也自然成了一個(gè)重要的方面。而且根據(jù)研究結(jié)果，汽車每降重10%，燃油效率能提高6%~8%不等；汽車每降重100kg，CO2排放降低8.5g/km, 如圖所示。
所以，從燃油經(jīng)濟(jì)性方面來說，輕量化將是未來的趨勢，所以才有了塑料尾門的誕生。
撥開汽車制造史的迷霧，可以對塑料尾門按照其材料分為以下三類：
1、全熱固性塑料尾門
2、熱固性塑料內(nèi)板+熱塑性塑料外板/擾流板尾門
3、全熱塑性塑料尾門
基本上，我們所說的塑料尾門，就是這內(nèi)板，外板，加上擾流板這三大件是塑料件，而不是鈑金件，如圖所示。
除此之外，尾門上還需要集成很多很多東西，從上大小有：天線，高剎燈，玻璃，擋風(fēng)板，尾燈，攝像頭，電動(dòng)尾門開關(guān)，牌照板，牌照燈等等。總之就是，接口極多。
1.尾門 2.防夾傳感器 6&15.緩沖塊 12.鉸鏈 13&19.門鎖 9.電撐桿 10.氣彈簧 22.密封條
塑料尾門的發(fā)展歷史，基本上也是一路從最早的熱固性塑料，到熱固性塑料，熱塑性塑料相結(jié)合，再到全熱塑性塑料這么發(fā)展來的。往前推，我們回到1946年的美國底特律，William Bushnell Stout制造出了世界上第一輛覆蓋件均為玻璃纖維復(fù)合材料的汽車，Stout Scarab，雖然這臺(tái)車僅此一臺(tái)能夠使用，但是已經(jīng)足夠?qū)⑦@位福特汽車董事，兼職飛機(jī)設(shè)計(jì)師留名汽車塑料化的歷史了。另外，這臺(tái)車也是世界上第一臺(tái)裝配空氣懸架的車型。下圖中正是William Bushnell Stout駕駛著Stout Scarab. 雖然這輛車?yán)L(fēng)異常，很吸引人研究，可是這臺(tái)車并沒有得到量產(chǎn)。Stout駕駛著它在美國各處旅行，最終行程達(dá)到250000英里。
時(shí)間來到1953年，通用汽車量產(chǎn)了一款名叫Corvette的超跑，其車身全部使用玻璃纖維復(fù)合材料，已達(dá)到車身輕量化的目的。這是第一次玻璃纖維復(fù)合材料應(yīng)用在量產(chǎn)車型上，而現(xiàn)在，克爾維特這類超跑都已經(jīng)開始大量使用碳纖維復(fù)合材料來實(shí)現(xiàn)車身及其他結(jié)構(gòu)件的輕量化。通過這種輕量化技術(shù)，來提升整車的加速性能。下圖為克爾維特第一輛車型下線。
隨后的很多年，越來越多的復(fù)合材料被應(yīng)用到汽車上，雷諾 5上第一個(gè)SMC保險(xiǎn)杠，奧迪Ur-Quattro上的SMC行李箱蓋等。直到1982年雪鐵論BX上市，才有了真正意義上的第一輛帶塑料尾門的車型。
由博通設(shè)計(jì)的這款掀背車，在發(fā)動(dòng)機(jī)蓋上使用了SMC材料，而在尾門上使用了BMC材料。這里大概解釋一下這兩種材料的區(qū)別。SMC 是Sheet molding compound的縮寫，即片狀模塑料。主要原料由SMC專用紗、不飽和樹脂、低收縮添加劑，填料及各種助劑組成。而BMC(DMC)材料 是Bulk(Dough) molding compounds的縮寫，即團(tuán)狀模塑料。國內(nèi)常稱作不飽和聚酯團(tuán)狀模塑料。其主要原料由GF（短切玻璃纖維）、UP（不飽和樹脂）、MD（填料）以及各種添加劑經(jīng)充分混合而成的料團(tuán)狀預(yù)浸料。從名字出發(fā)，形態(tài)上,SMC材料主要是片狀的，而BMC主要是團(tuán)塊狀的（真！廢話），另外一個(gè)主要的區(qū)別點(diǎn)是，SMC主要使用長玻纖作為增強(qiáng)纖維而BMC一般是短玻纖。這個(gè)帶來的效果就是SMC件的物理性能一般比BMC件的要好一點(diǎn)。
雪鐵龍BX之后，越來越多的廠商開始嘗試使用SMC或者BMC件尾門。比如1993年土星的旅行轎車使用SMC尾門。
1996年雷諾Espace使用SMC尾門
1996年沃爾沃V70使用SMC尾門
2002年梅甘娜II使用SMC尾門
這類尾門，全部使用SMC復(fù)合材料，俗稱玻璃鋼。特點(diǎn)是剛度高，外觀效果好，產(chǎn)品收縮率低，缺點(diǎn)是密度還是比較高，降重效果一般，而且材料回收難度高，如果采用掩埋式處理，在土壤中百萬年都不會(huì)降解，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的土壤污染。而且復(fù)合材料的外板由于玻璃纖維的緣故，脆性比較大，塑性不好，不抗撞，一碰，容易裂。種種原因，就導(dǎo)致了內(nèi)板使用復(fù)合材料，外板擾流板使用塑性材料的第二代尾門的出現(xiàn)。
第二代尾門，內(nèi)板使用SMC材料，模壓工藝成型，外板使用PP或者TPO等熱塑性塑料，注塑工藝成型。內(nèi)板采用模量高，剛度和強(qiáng)度都比較好的復(fù)合材料，提供力學(xué)支撐；外板使用熱塑性塑料，提供更加自由的外形設(shè)計(jì)空間，良好的彈性，輕微碰撞可復(fù)原，降低維修成本。而且熱塑性塑料通過注塑成型，方便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，有利于降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。尾門系統(tǒng)供應(yīng)商彼歐稱這種尾門為“Higate”（Hybrid Tailgate）。這種技術(shù)第一次被應(yīng)用是在2004年法國雷諾發(fā)布的Modus上。而其尾門供應(yīng)商，正是彼歐，其采用的正是SMC內(nèi)板，TPO外板的形式，兩者通過涂膠工藝進(jìn)行裝配。
接著2007年馬自達(dá)5使用了日本本土供應(yīng)商DaikyoNishikawa為期提供的塑料尾門，也采用了這種技術(shù)。
2011年標(biāo)致508的旅行版也采用了相同的材料和工藝
2012年路虎極光
2013年路虎攬勝及攬勝運(yùn)動(dòng)版
2013年標(biāo)致C4 畢加索
2013年捷豹XF旅行版
2013年大發(fā)Tanto
2013年馬自達(dá)3
還有2014年國內(nèi)上市的特供車型，DS首款SUV車型DS6，也是有彼歐打造的第二代尾門。
我們發(fā)現(xiàn)，2004年后這種新型的尾門集體爆發(fā)了，作為一名愛學(xué)習(xí)的工程師，我們必須剝絲抽繭尋找事實(shí)的真相，2011年前后肯定發(fā)生了什么事情，導(dǎo)致主機(jī)廠們開始不得不追求更加極致的輕量化技術(shù)。我們用第二張圖往前推，就可以推到燃油和排放上，運(yùn)用谷歌一搜索你會(huì)發(fā)現(xiàn)，歐盟國家2004年開始實(shí)施歐四排放法規(guī)，2009年實(shí)施歐五，2014年實(shí)施歐六，見圖。
日本2001年將《汽車NOX法》修訂為《汽車NOX和PM法》，2007年又修訂了該法案，進(jìn)一步加大了排放物的遏制力度；2004年美國實(shí)施“Tier2”第二階段排放法規(guī)，2009年實(shí)施“Tier3”第三階段排放法規(guī)。隨著越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)的實(shí)施，主機(jī)廠不得不在整車各個(gè)系統(tǒng)上想辦法，以力求最大化減少排放物和燃油消耗。
2014年歐六排放實(shí)施，以及2020年的碳排放目標(biāo)乃至2050年的碳排放目標(biāo)，無意識(shí)擺放在各大主機(jī)廠面前的一道坎。2008年八國領(lǐng)導(dǎo)人峰會(huì)上達(dá)成的到把2050年把全球溫室氣體排放減少50%作為長期目標(biāo)的共識(shí)，2009年哥本哈根世界氣候大會(huì)指定的2012年到2020年全球減排協(xié)議的指定——種種跡象表明，我們對環(huán)境保護(hù)的力度越來越重，尋求燃油效率最大化，有害排放物最小化已經(jīng)成為全球共同的目標(biāo)和難題。汽車行業(yè)作為能源消耗和排放物貢獻(xiàn)的大戶，自然是責(zé)無旁貸，要擔(dān)負(fù)起自己的責(zé)任。
為了這一目標(biāo)，各主機(jī)廠及其供應(yīng)商不斷探索，研發(fā)了第三代尾門，全塑尾門（Full Thermoplastic），內(nèi)板使用長玻纖增強(qiáng)的PP（LGF+PP），外板和擾流板使用PP或者TPO，全部使用注塑工藝成型，然后使用涂膠工藝進(jìn)行裝配。長玻纖增強(qiáng)PP與SMC材料相比，剛度模量相差不是太大（根據(jù)不同的玻纖比例，效果會(huì)很不一樣，有一些低組分玻纖增強(qiáng)的PP件感官上還是偏“軟”），但是密度要比SMC小，一般地尾門適用的SMC材料密度都在1.8左右，而相同比例玻纖增強(qiáng)的PP+LGF密度一般在1.5左右，這是什么概念呢，我拿手里的一個(gè)內(nèi)板算了一下，大概就是可以降重1.3kg左右，如果做過輕量化降重項(xiàng)目的工程狗們都能理解這是什么概念，所以降重效果還是很明顯的；另外由于PP+LGF材料使用各種添加劑要少一點(diǎn)，所以揮發(fā)物少，在VOC檢測上有優(yōu)勢；還有就是采用注塑成型，自動(dòng)化程度比模壓要高；并別注塑的生產(chǎn)循環(huán)速度要比模壓快，加之自動(dòng)化程度提高，所以在生產(chǎn)效率上也有優(yōu)勢。總結(jié)下來，就是降重效果明顯，而且可以生產(chǎn)節(jié)省成本。
第一個(gè)應(yīng)用這種全塑性塑料尾門的車型是2012年雷諾新Clio, 其內(nèi)板是LGF-PP，外板是PP，擾流板是ABS，見圖。
在項(xiàng)目預(yù)研階段，雷諾定下了降重10%并且易回收的目標(biāo)。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，材料供應(yīng)商Styron（現(xiàn)已改名Trinseo）與雷諾一起研究開發(fā)了兩年，最終開發(fā)出了可以量產(chǎn)的全塑尾門。內(nèi)板、外板和擾流板都是用Trinseo的材料。
2013年尾門供應(yīng)商彼歐開發(fā)了自己的第一款全塑尾門，標(biāo)致新308的尾門，內(nèi)板LGF+PP，外板和擾流板PP，材料供應(yīng)商是SABIC.
同樣是2013年法蘭克福車展，日產(chǎn)發(fā)布了其第三代X-trail，搭載著麥格納為其開發(fā)的全塑尾門。這款車型14年國內(nèi)是上市之后就是國產(chǎn)新奇駿，其北美版為Rogue. Rogue的塑料尾門獲得了當(dāng)年SPE（The Society of Plastic Engineers）的創(chuàng)新大獎(jiǎng)。
2014年寶馬i3使用麥格納開發(fā)的全塑尾門。
至此，基本上三代塑料尾門的編年史我們就已經(jīng)捋的差不多了，有些遺漏或者不對的地方，由于信息搜集上的限制沒辦法做到完美，遺漏之處還請批評指正。
再回到排放的話題上來，塑料尾門的開發(fā)，就是順應(yīng)全球?qū)ζ嚋p少燃油消耗的訴求以及排放法規(guī)越趨嚴(yán)格的大勢之下，我們可以看到歐洲和日本的廠商對于此項(xiàng)技術(shù)比較熱衷，搜尋資料的過程中發(fā)現(xiàn)一個(gè)很有意思的網(wǎng)站，其預(yù)測了到2020年，那些主機(jī)廠可以達(dá)到碳排放標(biāo)準(zhǔn)而那些可能達(dá)不到。其中法系的標(biāo)致和雷諾被看好，日系其次。而德系，美系，韓系則可能達(dá)不到目標(biāo)見圖（29）。我們從塑料尾門的開發(fā)力度上，也可以說明這一點(diǎn)。
從目前的情況看，可以肯定的是未來塑料尾門肯定會(huì)越來越普及，SUV和MPV車型，混動(dòng)和電動(dòng)車型，都有輕量化的需要來提升油耗，排放或者續(xù)航能力，會(huì)有越來越多的主機(jī)廠去做這樣的嘗試，我們拭目以待吧。
文章來源：知乎 作者：P Tyne
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