淺談車燈設計與樹脂材料的選擇

崔子昂

摘要：我國的汽車工業隨著時代的發展和國民經濟的增長而呈現出日新月異的變化。汽車的車燈作為兼具美觀性和實用性的汽車部件，對整輛汽車的設計有著畫龍點睛的作用。汽車車燈原材料的選擇通常會使用人工合成的一類高分子聚合物，也就是樹脂材料。在下文中，筆者將根據自己的經驗對汽車車燈的設計和其各部位所采用樹脂材料進行簡要的分析和介紹。

關鍵詞：汽車車燈;設計;樹脂材料

1 車燈的分類與基本組成

汽車車燈按照功能分類可以分為兩大類，用作照明的車燈是照明燈具，主要包括遠光與近光前照燈，而另一種就是信號燈具，主要包括轉向信號燈，制動信號燈和前后示寬燈。車燈的主要部件有燈罩、燈轂、燈框、反射鏡等，這些部件通過不同的連接方式而組成一個完整的車燈。

2 車燈的設計分析

2.1 體現品牌形象并融合整車設計

在大多數人眼中，汽車車燈的作用僅僅是照明，但其實就車燈的整體設計來講，汽車車燈可以體現整個品牌的形象并能夠完美的融入整輛汽車的設計中。對于有著悠久歷史的汽車品牌來說，汽車車燈體現著該品牌的形象，同時也是品牌實力的一種象征，是傳承品牌歷史的一個很好的載體。隨著時代的進步和人們審美的逐步進化，汽車車燈也是象征著該時代個性的一個窗口。例如寶馬的“天使環”已經成為寶馬具有識別性的一種獨特的光形設計，它是品牌識別度的一種很好的象征。除了寶馬以外，還具有象征性的就是別克和沃爾沃。

隨著各種各樣新技術的出現，汽車車燈越來越對整車的設計起著畫龍點睛的作用。車燈的尺寸、車燈發光單元的形狀以及其內部各個零件的組合排列都逐漸越來越打破常規，越來越和整車的設計相融合。很典型的一個例子就是雷克薩斯，RC的頭燈設計是一個“L”的形狀，這一設計乍一看沒有什么特別之處，實際上這個頭燈的設計與整車的設計理念“L-finesse”相呼應。隨著時代與審美的改變汽車車燈的設計將會越來越打破常規，更多精彩的設計將會出現在大眾的視野。現如今市場上的部分車型嘗試隔柵與頭燈設計的穿插融合并且加載了 OLED 智能尾燈群的技術，車主可以根據個人喜好對車燈的光形進行調整。

2.2 賦予和傳遞更多情感

在車燈的設計中還可以體現不同車型不同的特征，是設計師情感的一種傳遞和表達。有的車燈的設計中給人一種優雅的感受，例如奧迪的A4和A5車型的LED日間行車燈。有的則傳遞給人一種充滿力量的感受，如奧迪的Q5和Q7。還有一些車燈的設計則充滿靈動和生機，例如奧迪的R8。

對于汽車的車燈來說，其在兼具美觀性和實用性的同時，還可以對情感進行升華。

3 車燈各部件功能與樹脂材料的選擇

3.1 燈罩

燈罩是汽車車燈的一個重要組成其第一個功能是將汽車的車體外形與燈體之間有一個很好的過度，讓車燈在汽車的整體外形中不至于顯得突兀。其第二個功能是對燈體進行密封。其第三個功能就是利用物理中的反射與折射原理，對從燈體內部射出的廣信進行過濾、折射、變色達到一定的光形和照度值。現如今在世界范圍內主要采用聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯來作為汽車車燈燈罩的原材料。PC（聚碳酸酯）是一種熱塑性工程材料它具有無毒無臭的特點，且其高度透明的特點是它被選作燈罩材料的重要原因。除了它外部特征優良外PC還具有良好的物理機械性能。PC有著很高的壓縮強度且耐沖擊性優異，除此以外它的耐熱性和耐低溫性也是相當突出。在實際加工過程中，PC還有著尺寸精度高的特點，并且還有著很高的穩定性。而PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）有著很廣泛的應用，尤其是在汽車行業中。PMMA是以丙烯酸及其酯類聚合所得到的樹脂，在現如今的合成材料中，整體來看PMMA是合成透明材料中表現相當突出的。這是它高度透明且便于加工的特點所決定的。

聚碳酸酯（PC）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）都是當今市場上車燈燈罩的主要原材料，它們都兼具高度透明和易于加工的特點，但是在實際應用上，兩種材料也有著不小的區別。從耐熱性能上來看，聚碳酸酯（PC）是優于聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的。通常來講，聚甲基丙烯酸甲酯的耐熱溫度一般在100攝氏度左右，而聚碳酸酯的耐熱溫度則一般可以達到130攝氏度以上。其次，聚碳酸酯的韌性是比聚甲基丙烯酸甲酯好的。相比較而言，聚甲基丙烯酸甲酯更容易被擊碎。但是聚碳酸酯的價格比聚甲基丙烯酸甲酯要高，且聚碳酸酯成形時的流動性不如聚甲基丙烯酸甲酯。所以根據這兩種材料不同的長處和短板，汽車前大燈的燈罩都是一般會使用聚碳酸酯作為原材料，這是由于汽車前大燈需要同時兼具耐熱性好和抗沖擊性好的材料。后尾燈的燈罩通常情況下會使用聚甲基丙烯酸甲酯作為材料。除了聚甲基丙烯酸甲酯價格相對較低的特點以外，后尾燈一般是紅色和透明雙色相間所以需要流動性較好的材料。

車燈除了外燈罩以外還有內燈罩，內燈罩的功能和外燈罩大體相同，有些內燈罩在車燈中有著點綴的作用這是因為內燈罩上通常會裝飾上花紋。內燈罩主要也是采用聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯，內燈罩由于里光源近所以需要對耐熱性重點考慮。

3.2 燈轂和燈框

燈轂的作用是連接燈罩等其他部件與車體內部，所以其材料的選擇至關重要。在世界范圍內來看，現如今燈轂的制作材料以ABS樹脂和聚丙烯為主。ABS樹脂具有優良的力學性能在材料行業應用廣泛，它能很好的與其他材料結合用作易于涂層和鍍層。聚丙烯是一種高密度高結晶的線性且綜合性能突出的聚合物。ABS樹脂和聚丙烯的韌性和強度都較高，可以滿足燈轂的需求。

燈框起著美化車燈的作用，燈框主要采用改性聚對苯二甲酸乙二醇酯和PC 等材料。PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）是高度結晶的聚合物，其在特定溫度范圍內物理機械性能優良。

3.3 反射鏡

反射鏡決定著光形和照度，是車燈的核心部件，所以需要以真空蒸汽鍍鋁或是銀色噴涂的方式來進行表面處理。就目前的汽車行業來看主要以BMC 和PET等材料為主流。BMC具有熱固性塑料的特點，且其兼具可以使工程塑料增強的優點，它具有高強度，且它的成型性良好，相較于其他材料來說尺寸精度也穩定。基于其這些特點，汽車前大燈一般會選用BMC作為反射鏡材料。

4 結語

綜上所述，車燈的設計不僅要考慮其功能性還要考慮其是否美觀，是否與整個車型的設計相融合。車燈內部各部件的材料的選擇對車燈的品質和性能有著很大的影響，相信以后通過科研人員的不斷努力還能有更多的高性能的新型材料被研發出來，希望我的分析能對廣大相關從業人員有一定的借鑒意義。

參考文獻

[1]梁柱.漫談轎車燈光系統[J].科技情報開發與經濟，2018（9）：97-99.

[2]黃金陵.汽車車身設計[M].北京：機械工業出版社，2017.（9）36.

[3]桂辭洋.淺談 LED 技術對汽車燈具造型設計的影響[J].中國水運，2018（5）：86-88

（作者單位：天津斯坦雷電氣科技有限公司設計部解析技術科）