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　　為了應(yīng)對全球氣候變暖和能源危機，節(jié)能減排已經(jīng)成為全球汽車行業(yè)立求尋找和突破的課題。汽車輕量化是最容易突破和最為有效的途徑。復(fù)合材料在汽車行業(yè)的應(yīng)用實現(xiàn)了汽車輕量化。
　　復(fù)合材料具有輕質(zhì)高強、抗沖擊性能好、易于成型以及具有功能和性能可設(shè)計性等一系列特點，為實現(xiàn)汽車輕量化起到了積極作用。汽車行業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了從鋼材到SMC復(fù)合材料，從SMC復(fù)合材料到熱塑性LFT-D技術(shù)。
　　LFT-D技術(shù)于1989年由美國復(fù)合材料制品公司（CPI）提出，并于1991年實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)?；谄浼夹g(shù)優(yōu)勢，LFT-D的應(yīng)用不斷增長，其技術(shù)水平也在逐年提升，尤其在2003年以后，LFT-D技術(shù)應(yīng)用呈現(xiàn)了快速增長的態(tài)勢。
　　目前，LFT-D技術(shù)采用的增強材料主要是玻璃纖維，少量采用天然纖維；基體樹脂以PP為主，目前80%的LFT-D制品為汽車零部件，主要產(chǎn)品有汽車前端模塊、腳踏板、儀表板架、座椅骨架、門模塊和底部護板等。采用LFT-D技術(shù)制造的復(fù)合材料汽車零部件具有如下優(yōu)勢：
　　1. 輕量化效果好。采用LFT-D技術(shù)成型的熱塑性復(fù)合材料比重只有1.1左右， 而且在設(shè)計零部件時可以進行合理設(shè)計。根據(jù)零部件的受力情況，可將材料設(shè)計成各向異性，將受力大的方向設(shè)計成高強度，受力小的方向可以降低其強度，達到充分利用材料的目的，進而實現(xiàn)減重。例如與傳統(tǒng)的金屬材料相比，LFT-D前端模塊可以減重30%～50%。
　　2. 與金屬沖壓成形不同，LFT-D技術(shù)可以成型各種造型較為復(fù)雜的產(chǎn)品，因此在設(shè)計復(fù)合材料汽車零部件時可以將多個傳統(tǒng)部件集成在一起，形成模塊化。如圖4中的SUV車腳踏板，如果采用金屬和塑料制造，則包括螺釘和螺母在內(nèi)該產(chǎn)品共有43個件；而采用LFT-D技術(shù)，可以設(shè)計成一個部件，進行一次成型，從而達到減少生產(chǎn)工序、降低生產(chǎn)成本并減輕重量的目的。
　　3. 生產(chǎn)效率高。LFT-D技術(shù)采用了纖維增強熱塑性復(fù)合材料，其成型為物理加工過程，材料在模具中通過壓力擠壓而充滿模具型腔，再冷卻成型，沒有化學(xué)反應(yīng)過程，因此成型周期短，最快可以達到30s。
　　4. 與傳統(tǒng)的熱塑性復(fù)合材料相比，LFT-D技術(shù)省去了半成品的生產(chǎn)過程，從而節(jié)約了半成品的生產(chǎn)成本和物流成本，零部件的成本得以降低。
　　5. 環(huán)?？苫厥铡FT-D技術(shù)采用的原材料是熱塑性材料，零部件達到使用壽命后可以回收重新使用，不會對環(huán)境造成污染。
　　6. 安全性好。與傳統(tǒng)材料不同，LFT-D零部件的破壞不會突然發(fā)生，它將逐漸經(jīng)歷部分纖維斷裂、應(yīng)力在其他纖維間重新分布，纖維與基體材料之間出現(xiàn)界面損傷、基體材料開裂和纖維完全斷裂等一系列過程。在此過程中，產(chǎn)品不斷吸收能量，延滯了災(zāi)難性破壞的突然發(fā)生。
　　LFT-D技術(shù)的發(fā)展速度將會不斷加快。由于該技術(shù)對汽車輕量化起到的積極作用，目前汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及能源危機和環(huán)境保護意識的加強，LFT-D技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用量將會逐步增大。另一方面，由于國內(nèi)企業(yè)開始進行LFT-D生產(chǎn)線的開發(fā)與生產(chǎn)，因此必將使生產(chǎn)線成本及售價大幅下降，從而加快該技術(shù)的發(fā)展速度。
　　LFT-D與單向織物板材復(fù)合成型技術(shù)也將會進一步發(fā)展，從而充分發(fā)揮復(fù)合材料各向異性的特點。單純的LFT-D制品基本接近各向同性，但很多產(chǎn)品的受力在各個方向上是有區(qū)別的，為了減少材料浪費，充分發(fā)揮復(fù)合材料的特點，可以   在LFT-D成型過程中鋪設(shè)單向連續(xù)纖維或織物，以提高該方向的承載能力。
　　同時，可視外觀件的應(yīng)用將會越來越多。目前LFT-D技術(shù)主要應(yīng)用于汽車的的一些功能件和結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)，只有少數(shù)歐美企業(yè)掌握了在外觀件上使用該技術(shù)。如何提高產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、達到可視效果將是今后的研究和發(fā)展方向。
　　此外，該技術(shù)所需的原材料將會朝多樣化發(fā)展。LFT-D技術(shù)是采用長纖維增強熱塑性樹脂基體而形成的復(fù)合材料，如今市場化的產(chǎn)品主要是玻璃纖維增強PP。而有些研究機構(gòu)也在研究天然纖維和碳纖維增強PA、ABS和PET等，相信隨著研究成果的應(yīng)用，LFT-D技術(shù)中采用的原材料將出現(xiàn)多樣化，根據(jù)產(chǎn)品的不同要求，設(shè)計空間會更大，更充分地體現(xiàn)復(fù)合材料的特點和優(yōu)越性。
　　對2015年至2020年市場預(yù)測，全球長纖維熱塑性市場預(yù)計將以5.4%的年復(fù)合增長率實現(xiàn)增長。玻璃和碳纖維常結(jié)合PA和PP樹脂材料應(yīng)用于生產(chǎn)長纖維熱塑性塑料，隨著汽車、消費品和工業(yè)產(chǎn)品需求進一步擴張，LFT應(yīng)用前景廣闊。
　　盡管全球經(jīng)濟增長放緩，但汽車工業(yè)、航天領(lǐng)域保持穩(wěn)定增長態(tài)勢，熱塑性塑料憑借輕量化、環(huán)?？苫厥绽茫阅軆?yōu)越等優(yōu)勢將迎來新一輪發(fā)展機遇。

文章來源：上海耀華大中新材料有限公司