过去30年，
塑料在机动车应用方面取得了稳步进展。据美国金属市场（AmericanMetalMarket）杂志统计，塑料使用量已由1977年的168lb（lb=磅，1lb=04536kg）/辆（46%）增加到2000年的249lb/辆（76%）。另据ACC的数据，北美轻型交通工具塑料平均使用量已由2000年的286lb/辆（73%）增加到2004年的335lb/辆（83%）。塑料部件的应用不仅能够减少汽车油耗，还能降低生产成本，尤其是在目前国际市场金属价格飞速上涨的情况下。塑料在汽车工业中的大量应用很大程度上取决于部件的复杂性。如果部件只是一个简单的金属片，则完全没有必要使用塑料。但如果一个部件由多块金属片焊接而成，或是需要多处弯曲、成型以及二次加工步骤，那么塑料就是最理想的替代材料，一块单一的
注塑部件即可替代原来需要多块金属的组合部件。巴斯夫（BASF）开发出第一代用于经济型车辆座椅的热塑性塑料底板，这种尼龙板可以满足座椅的组装要求，并且每个座椅可以减轻64lb的重量。巴斯夫还与复合材料生产商Hexcel合作，共同研发用于制作汽车座椅结构支架的尼龙/玻璃纤维复合材料。陶氏化学（DowChemical）也在开发塑料座椅背板，推出的聚碳酸酯（PC）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）混合物背板可以使每个座椅的重量减轻10lb.12提高燃油效率能源价格上涨让美国人开始意识到燃油效率问题，最近10年，豪华轿车及运动型越野汽车（SUV）不再是底特律汽车生产商的最爱。美国运输局也通过新的公司平均燃油经济（CAFE）标准控制SUV的销售。到2011年，皮卡、小型货车和SUV的燃油效率标准将由目前的216km/gal增加到24km/gal.汽车部件主要生产厂家已将注意力从大型SUV转向小型车。塑料生产商也需要调整策略，以适应市场对SUV需求的逐步降低。在汽车工业中，塑料可以提高燃油经济性，但不一定减轻汽车重量。例如，杜邦（DuPont）为2006丰田皇冠和LexusGS-300汽车开发的一种新型尼龙气缸水套隔圈，虽然没有减轻重量，但提高了发动机制冷系统和气缸之间的热传输效率。杜邦指出，这种材料可以使燃料油消费减少1%，相当于车辆重量减轻了55lb.福特汽车（FordMotors）公司认为，塑料对燃油经济性的影响是整体的。目前塑料替代零部件在汽车整体结构中的比例还很小，因此重量的减轻也非常有限，如使用塑料挡泥板只能减轻8lb的重量，但如果将所有的塑料零部件减轻的重量加起来就比较可观。再加上其他节能措施，就可以大幅提高燃油经济性。目前在汽车工业中越来越流行使用替代燃油技术，塑料材料在这种可以提高燃油效率的技术中也发挥了作用。例如，在使用混合燃料油的车辆中电池的体积一般都比较大，使用塑料材料就可以根据车内形状制造出合适的电池外壳，或提高车辆的平衡性。13设计灵活塑料的使用还给汽车生产商带来设计上的灵活性，满足汽车生产商不断追求标新立异的愿望。注塑成型的塑料零部件可以提供更美观的外表，这对传统的钢铁和玻璃材料来说难以实现。例如，由于用PC替代玻璃，过去20年汽车前灯外形已经改变了许多。现在的车灯形状各式各样，已成为汽车外形和设计的一部分。在车体面板中，由于设计的多样性，塑料也有望代替玻璃材料。除了外观，塑料对汽车部件实用性的提高也有贡献。巴斯夫正在开发一种尼龙油箱底盘，不像其他方形的金属底盘，这种可塑材料可以设计成任意形状，充分利用车底盘空间。14与其他材料相互协作塑料在汽车工业中的成功应用也要归功于钢铁的昂贵成本。ACC统计，1994年北美轻型汽车中钢铁占总重量的445%，到2004年下降到41%.虽然塑料在汽车工业中备受生产商的青睐，但由于性能问题，在某些方面塑料还不能完全代替钢铁。例如，几年前柴油发动机的油料注射挡已经由钢铁变为聚亚苯基硫。但柴油机技术的提高要求油料注射挡承受更高的温度和压力，一般取wi=Ni，写成矩阵形式KaaKabKabKbbPf0=QfQm（11）其中为刚度矩阵，{P为节点压力向量，{Q为节点流率向量，相应边界条件：在流动前沿节点的压力为零，入口点的流率已知，已充满的节点静流率等于零。讨论（1）在充模阶段，熔体前沿喷泉流动占主导地位，改变了前沿区的速度分布，缩短了熔体与冷模壁的接触时间，使前沿区呈现出与浇口区、充分发展区不同的温度场与速度场。（2）熔体在浇注系统中的流动可看作是在圆管中的压力流动，该部分流动对模腔的入口压力、流率等有直接影响。实验证明，该模型较以前单纯考虑模腔内流动的计算结果更为准确。通过分析，掌握了模腔压力在充模阶段的变化规律，可为整个充模过程的控制机理提供理论依据，用来理论上判断充模过程的锁模力及模具强度校核；对温度场进行理论分析，掌握充模过程的温度分布，在生产上可以获得均匀一致分布的温度。避免较大的温差，减少制品的收缩和翘曲。，因此钢铁材料又被重新启用。金属和塑料的结合可能会达到完美的效果。朗盛（Lanxess）工程聚合物业务部已经开发出金属复合技术，先将金属嵌入模型中，再将树脂注射其中，制成金属/塑料合金材料。这种材料第一次用于汽车工业是上世纪90年代在福特福克斯车型的车头组装中，将11种不同性质的部件结合成一体，目前这种复合前车头技术已在45种不同的车型中得到应用。陶氏也在开发合金技术，这种技术用于黏结金属和玻璃、纤维以及改性聚丙烯（PP）。2005年，这种技术在大中汽车Polo车型的车头组装中应用，使车身重量减轻了25%，成本降低了10%.2塑料生产商的机遇过去几年，美国和日本汽车生产商盈利情况各不相同。通用汽车（GeneralMotors）和福特汽车经营不善，损失惨重，而丰田汽车（Toyota）却迎头赶上。以小型车的强大竞争力为武器，丰田取代福特成为世界第二大汽车生产商，现在又把目光转向世界第一的通用汽车。美国两大化学生产商陶氏化学和杜邦都注意到汽车市场的这种变化，并计划将部分产品业务出售给原始设备供应商（OEM）和一些供应商。2005年10月，杜邦在丰田总部附近的名古屋成立了汽车中心，将目标瞄准日本的OEM和供应商，供应油漆、工程塑料、电子产品、氟聚合物以及高性能纤维等产品。2006年4月，陶氏也在日本川崎成立了汽车技术中心，向日本汽车市场提供塑料、添加剂、密封剂、流体和其他相关产品。日本汽车市场本身的增长速度并不快，但出口市场很大，日本三大汽车生产商丰田、尼桑（Nissan）、本田（Honda）占据了世界1/3的市场份额。亚洲生产商一般比较信赖现有供应商，要想在亚洲市场站稳脚跟，必须拿出一些创新的东西。陶氏拥有独创的泡沫和黏合技术，这是其他供应商不能提供的，这为陶氏进入亚洲市场打开了一道大门。对于日本市场，陶氏非常乐观。GE塑料全球汽车部门总监MarkKingsley认为，日本汽车工业虽不是一个新兴市场，但仍然具有非常大的市场规模。GE自上世纪70年代就进入日本市场，5年前在日本真冈建立了一个碰撞测试中心。材料假设（1）不可压缩性，假设在充模阶段熔体是不可压缩的，此时材料的密度不变，即v，并假设熔体前沿位置在厚度方向不变。（2）熔体是广义的牛顿流体，可以忽略材料的粘弹性效应。（3）熔体的比热和热传导率是常数，不随温度发生变化。流体力学假设（1）模腔厚度方向上的速度分量可以忽略不计，DwDt=0；压力在厚度方向上的变化也可忽略不计，pz=0.（2）熔体在型腔中的流动为蠕流，以粘滞力为主，惯性力和质量力可忽略不计。（3）塑料熔体的粘度很大，粘性剪切应力远大于法向应力，法向应力对压力梯度的影响可以忽略不计。（4）在熔体与模壁接触处和熔体与凝固层接触处速度为零，此时z=±h.热传导假设（1）型腔内的流动以对流传热为主，忽略沿流动方向的热传导。另外，也经常忽略熔体在厚度方向上的对流传热。（2）熔体中不含热源。根据以上的假设和流变学的基本方程，可得到如下一组控制方程连续性方程根据不可压缩假设，连续性方程可简化为v=0（4）运动方程0=z（uz）-px（5）0=z（vz）-py（6）能量方程CpTt+uTx+vTy=2+k2Tz2（7）其中u、v分别表示x、y方向的速度分量，h为薄壁型腔厚度的一半。粘度采用修正Cross模型，其表达式为=01+0a1-n（8）式中：0=BeTb/TeP，a、B、Tb和为材料常数，Tb描述了零剪切粘度对温度的敏感度。数值求解在这里采用有限差分法求解能量方程来获得温度场分布，采用有限元法求解连续性方程和动量方程来获得压力场、速度场分布，采用控制体积法跟踪熔体流动前沿。压力场的有限元求解采用面积坐标线性三角形单元，单元内的压力P（e）可用线性插值表示P（e）（x，y）=∑3i=1NiPi（9）其中：Ni为面积坐标表示的线性插值函数，Pi为单元的3个节点压力值。采用Galerkin加权有限元法对压力场控制方程进行离散，由无渗透边界条件和入口边界条件，选择合理的形函数，使在流动前沿（w=0）并满足强制压力边界条件P=0，且P，w足够光滑，有余量R（P，w）=∫D（wS（P）P）da-∫-qwqintd1（10）式中w为加权函数，对于平面三角形单元