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随着汽車工業的飛速發展，節能、環保以及安全問題成為了汽車工業最為關注的三個話題，汽車輕量化是實作這一目标的一個重要方法。在大趨勢之下，汽車的各個部件都在進行輕量化設計。
汽車保險杠是汽車上比較大的飾件之一，它具有安全性、功能性和裝飾性三大主要功能。
汽車保險杠的輕量化主要有三種途徑：材料輕量化、結構優化設計以及制造技術創新。材料輕量化一般指的是在一定條件下用密度比較低的材料替代原來的材料，比如以塑代鋼；保險杠輕量化的結構優化設計主要有薄壁化技術；制造新工藝有微發泡材料以及氣輔成型等新技術。
塑膠保險杠材料選材
保險杠的材料通常有以下要求：良好的抗沖擊能力、良好的耐候性、良好的油漆附着能力、良好的流動性、良好的加工性能、價格低廉 。
據此，PP類材料無疑是成本效益最優的選擇。PP材料是一種性能比較優良的通用塑膠，但PP本身的低溫性能和抗沖擊能力比較差，不耐磨，易老化并且尺寸穩定性也比較差，是以通常用改性PP做汽車保險杠生産材料。目前聚丙烯汽車保險杠專用料通常以PP為主材料，并加入一定比例的橡膠或彈性體、無機填料、色母粒、助劑等材料經過混煉加工而成。
保險杠薄壁化帶來的問題及解決措施
保險杠薄壁化容易引起翹曲變形，翹曲變形是内應力釋放的結果。薄壁化保險杠在注射成型的各個階段中都會由于多種原因産生内應力。
一般主要包括取向應力、熱應力以及脫模應力。取向應力是熔體中的纖維、大分子鍊或鍊段沿着一定的方向取向，松弛不足而引起的内引力。取向度與産品的厚度、熔體溫度、模具溫度、注射壓力、保壓時間有關。厚度越大，取向度越低；熔體溫度越高，取向度越低；模具溫度越高，取向度越低；注射壓力越高，取向度越高；保壓時間越長，取向度越大。
熱應力是是由于熔體的溫度較高而模具溫度較低而形成較大的溫差，在靠近模具腔體區域熔體的冷卻速度較快而産生分布不均勻的機械内應力。
脫模應力主要由于模具的強度和剛度不足，在注射壓力和頂出力的作用下産生彈性變形以及頂出杆分布排列不合理時使産品頂出時受力不均勻而産生的。
保險杠薄壁化還會有脫模困難的問題，由于壁厚表較小且有較小的收縮量，使得産品緊緊的粘附在模具上；由于注射速度比較高，而使得保壓時間控制比較困難；比較薄的壁厚和加強筋在脫模時也容易損壞。模具正常打開需要注射機能夠提供足夠的開模力，開模力應該能夠克服開模時的阻力。
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開模過程中需要克服的阻力：
直接開模力，開模時塑膠在平行于開模方向會有一定的粘附力産生，這是由于模具冷卻時，塑膠件冷卻不足，型腔的彈性膨脹沒有完全恢複。這種粘附力的大小和塑膠的性質、模具的表面品質、脫模斜度等有關。
間接開模阻力，即克服開模時機動側抽芯過程的抽拔阻力。還要克服模具動模闆和活動模闆等機構運動産生的摩擦阻力。
型腔的參與壓力，開模時型腔的壓力可能不等于大氣壓力，型腔内壓力與外界壓力不相等。
解決方法：
改進模具的設計。選擇合适的模具材料，提高模具的熱強性以及耐磨性。合理的模具結構設計和制造，适當增加推闆以及中墊闆的厚度，提高模具剛度，減小模具的彈性變形。
提高抽芯機構、運動系統的制造和配合精度，降低型腔、芯和凸模元件的表面粗糙度，減小脫模力。由于制品薄壁化以後要求更高的設計和配合精度，通常設定連鎖裝置來防止模芯和模腔發生相對位移。
合理設計澆注系統，流道設計應該使塑膠件在注射過程中從較厚區域向較薄區域過渡。還需要有足夠多的排氣口。在注射工藝方面應該盡量減小塑膠件的内應力，提高注射速度，降低冷卻速度。是以需要提高熔體溫度和模具溫度，以便取向的松弛。還需要選擇合理的注射壓力、保壓時間和冷卻速度。
具體案例
以吉利汽車保險杠“薄壁”結構設計實戰案例，接下來我們聊聊如何進行“薄壁結構輕量化設計”。
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正常設計
正常的設計為3.0MM壁厚；
采用普通的PP滑石粉材料；
單件重量4~5kg*。
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吉利汽車保險杠問題描述
吉利汽車前後保險杠均采用3-3.2mm等壁厚設計，重量3.5kg-5.5kg。
比國際上同類車型車型重0.3-0.5kg；
自重大帶來形變量增大；
節能減排壓力下，不符合輕量化設計原則；
采購成本壓力。
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原因分析
材料模量低：吉利在用材料模量1258-1400MP，而豐田、日産、大衆在用材料彎曲模量達2000-2400MP；日系車采用變壁厚，吉利是等壁厚；
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薄壁化設計要解決的技術難點
成型問題 ---充不滿、注射壓力大、成型溫度高
剛性不足 ---産品疲軟、變形
強度不夠 ----行駛中抖動、産生風噪
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解決方案的技術路線
提高材料熔體指數，增加流動性。将目前材料的融指由19g/10min提高到30-33g/10min；
提高材料彎曲模量，改善剛性。将材料的彎曲模量由1300MP提高到2000-2200MP；
改變壁厚設計解決可能因減薄帶來的強度下降問題。
通過保險杠的薄壁化設計，僅前後保險杠一項就能帶來較明顯的減重效果，同時還能節省采購成本。
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