“多元材料化”趨勢下,LFT成為汽車輕量化新思路
來源:peek板材供應商-恒鑫實業 作者:PEEK板材加工
多元化材料發展動向
“多元材料(Multi-Material)化”是在汽車車身中組合使用多種材料的技術,尤其是車身骨架及外殼除了原來的鋼鐵材料之外,還結合使用鋁、鎂、CFRP(碳纖維增強復合材料)等輕質材料的技術。如果根據不同位置恰當地采用多種材料,就能使車身重量比僅僅使用鋼鐵時大幅減輕。目前許多知名企業也在推進提高樹脂強度以實現輕量化方面的研究,并在進一步推進生物塑料的普及。
LFT材料生產的汽車部件
長玻璃纖維(LFT)的優勢
通過提高強度來減輕重量方面,最佳選擇是碳纖維增強樹脂基復合材料(CFRP),但CFRP的成本太高。而已經應用于很多領域的玻璃纖維增強樹脂基復合材料(GFRP)雖然成本低,但比重大,就目前來看輕量化的效果有限。LFT有望解決這些課題。
利用纖維來增強樹脂、通過提高樹脂強度實現輕量化的技術之一就是使用長玻璃纖維(LFT)。而同普通纖維增強材料制品比較,LFT的力學性得到了大幅度的提高,同時制品質量非常穩定;并且LFT中玻璃纖維含量和模塑材料的組成可以按需求在線調整,自動化程度較高;以及誘人的成本和相對較低的密度讓其倍受青睞。
德國阿博格公司(Arburg)展示的射出成型機配備了從纏繞LFT的卷盤直接向加熱筒供給纖維的構造。通過展示可以看到,是在樹脂基本全部融化時、也就是在螺旋桿最后的尖端位置輸送LFT。成型品中可以看到8mm左右的長纖維,強度得到大幅提高。主要用于尺寸較大的產品,比如汽車保險杠和車門模塊等,此外還打算用來實現飛機和鐵路等的內飾部件的輕量化。
LFT的主要應用
長纖維增強熱塑性材料(LFT)一直在汽車工業中用在半結構應用領域。如前端模塊、保險杠大梁、儀表盤骨架、電池托架、備用輪胎倉、座椅骨架、腳踏板及整體底板等。長纖維增強聚丙烯被用于轎車的發動機罩、儀表板骨架、蓄電池托架、座椅骨架、轎車前端模塊、保險杠、行李架、備胎盤、擋泥板、風扇葉片、發動機底盤、車頂棚襯架等;長纖維增強的PA,被進一步擴展到引擎蓋內,因為LFT-PA不僅硬度高、重量低,而且高玻纖含量使其熱膨脹系數幾乎與金屬相同,能承受引擎帶來的高溫。
拜耳概念車“HAVAL E”
德國拜耳公司(Bayer)和德國巴斯夫公司(BASF)都通過概念展示宣傳了輕量化。拜耳展示了以聚碳酸酯(PC)為中心構成車體的概念車“HAVAL E”。該車是與中國長城汽車公司共同開發的,通過在前窗玻璃、SAN天窗和車身全部采用樹脂,有望大幅實現輕量化。巴斯夫展示了一款史無前例的概念車——采用聚氨酯(PUR)、環氧樹脂以及多種熱可塑性樹脂等20多種樹脂(含發泡體)制成的自行車。
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