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轻量化材料有优势 未来的汽车内饰设计 2010-04-14 18:44:46　来源:  HYPERLINK / \t _blank 网易汽车综合 AI《汽车制造业》4月14日报道LFT是纤维增强聚合物领域的一种新型高级轻量化材料，具有可设计性、低密度、高比强度、高比模量和抗冲击性强等特点，它的出现对铝合金、纤维增强热固性复合材料构成了巨大挑战，逐步成为制作汽车零部件的主流材料。 LFT是英文Long-Fiber Reinforce Thermoplastic的简称，中文译为长纤维增强热塑性塑料，又习惯称之为长纤维增强热塑性复合材料，它是纤维增强聚合物领域的一种新型高级轻量化材料。 在过去的20多年时间里，能源危机和石油涨价促使汽车轻量化逐步成为新型汽车的发展趋势，也使得人们将注意力转移到了LFT低密度材料的研发上，LFT的材料性能和加工技术也不断得到改进。 目前，LFT已成为一种可以挑战铝合金、纤维增强热固性复合材料的汽车轻量化新材料，具有很强的市场竞争力。据报道，在最近的几年中，采用LFT制造的汽车产品的市场份额增加了15%左右，并保持强劲的上升趋势，这一现象已引起业内专业人士的极大关注。 什么是LFT LFT是一个广义的塑料专用词汇，在汽车复合材料工业中有一个非正式但却约定俗成的定义，即指长度超过10mm的增强纤维（一般是玻璃纤维）和热塑性聚合物（一般是聚丙烯）进行混合并生产而成的制品。例如：GMT（Glass-Mat Reinforce Thermoplastic）、LFT-G（Long-Fiber Reinforce Thermoplastic Granules）、LFT-D（Long-Fiber Reinforce Thermoplastic Direct）等皆属于LFT范畴，具有低密度、高比强度、高比模量和抗冲击性强等特性。 LFT材料的机械特性与增强纤维的材性和所占比例有关。汽车用LFT增强纤维通常为玻璃纤维，理论上这种玻璃纤维在制品中的比例可以达到10%～80%（指重量比），而实际上常用玻璃纤维的比例通常为20%～40%。此外，LFT的机械特性还与增强纤维的长度有着密切的关系。与相类似的短纤维（纤维长度约小于1mm）增强注塑成型热塑性复合材料相比，LFT材料无论在强度、抗撞击性能、能量的吸收率等方面都得到了很大提高。因此，这些特性也为LFT在要求更为严格的汽车内外部的结构件和半结构件上的应用创造了条件，成为受汽车行业青睐的主要原因之一。 LFT的几种主要材料 近些年来，LFT材料的性能和成型加工工艺都有了很多新的进展：应用较为普及的材料大致可以归纳为三大类——GMT、LFT-G和LFT-D；较为成熟的成型技术有压塑成型和注塑成型，其中GMT材料为压塑成型，而LFT-G和LFT-D既可以压塑成型，也可以注塑成型，这需要根据制品的具体技术要求、成本、产量规模等因素进行选择。 1、 GMT 在20世纪70年代，GMT首先在欧洲得到广泛应用，而进入80年代后期，GMT片材及其制品已成为国际上极为活跃的复合材料制品之一。GMT片材是指以连续玻璃纤维毡或短切玻纤毡和热塑性树脂（大多是PP树脂）复合而成的一种片状模塑料，通常是两层玻璃纤维毡复合三层热塑性树脂薄膜层。采用不同类型的玻璃纤维毡和不同品种的热塑性树脂做基体，就可以得到多种多样的GMT材料。 GMT复合材料制品的生产需要两个成熟的加工技术：片材（预浸渍）的成型和制品的压塑成型。制品的压塑成型需要通过片材的再次裁割、预热、模压、脱模一系列工艺过程才能完成加工。 GMT产品具有很多优异的性能，如耐化学性好，强度/重量比大，在高、低温环境中的抗冲击性能优良等。GMT的最大单项用途是汽车前端模块框架，其次为座椅骨架、吸能内保险杠等。图1为RANGER公司新开发的用GMT生产的2005 蓝旗亚 Y-Epsilon车门中间板骨架。 图1　RANGER公司新开发的用GMT材料生产的2005蓝旗亚Y-Epsilon门中间板骨架 2、LFT-G LFT-G是短玻纤热塑性颗粒材料（FRTP）技术创新的成果。早期的FRTP粒料长度虽然可达5～6mm，但经过混炼、切粒、塑化、注塑等工艺流程后，在制品中纤维的最终长度往往小于1mm，仅能作为填充剂增加制品的刚性，而对拉伸强度、抗冲击性能的提高十分有限。因此，在当时FRTP并非主流的复合材料。 为充分发挥注塑成型生产效率高、成本低的优势，努力将断纤程度降至最低，20世纪80年代初LFT-G诞生。LFT-G制品生产的工艺与GMT相似，也需要两个成熟的工艺，即长颗粒的成型和制品的注塑成型或压塑成型。 LFT-G粒料的直径大约为3mm，长度有12mm和25mm两种，其中12mm左右长度的粒料主要用于注塑成型，而25mm左右长度的粒料主要用于压