以塑代钢 一体化成型，复合材料助力车用部件制造降本增效

根据Reports and Insights网站发布的2022-2030年汽车复合材料市场的未来发展与机遇分析专题报告分析，预计到2022年底，汽车工业用复合材料市场规模将达到95亿美元，预计到2030年将达到165亿美元，2022-2030年的复合年增长率将达到7.0%。

近期，不少企业推出新款复合材料，助力车用塑料部件加工降本提质。

一体成型的热塑性复合材料

三菱化学集团开发的具有可回收性的功能选择性热塑性复合材料GMT，可通过一体化成型减少部件数量并简化装配过程。还有高性能工程塑料DURABIO™，通过着色具有良好的可着色性以及具有抗刮擦性。它可以省略喷漆等二次加工，有助于减少生产过程中的二氧化碳。此外，还可以解决VOC的排放等环境问题。

此外，三菱化学集团还推出热塑性复合材料（ FRTP），该原材料具备阻燃性、可加工性能指标高和可回收性，可用于蓄电池外壳。

采用三菱GMT材料一体成型的汽车部件。

电动汽车底板组件一步压塑成型

朗盛品旗下的连续纤维增强热塑性复合材料Tepex dynalite（CFRTP）是可用于高效和机械稳定的车底板组件的轻质材料。近期，该材料已应用于理想L9和理想L8两款插电式混合动力SUV的面板。

汽车的面板需要面对严苛的要求，尤其是使用在保护油箱或电池的车底板组件，需要具备较高的抗穿透性、较强的能量吸收能力。

朗盛Tepex复合材料比类似的钢结构设计轻30%左右。与纯DLFT等其他材料相比，Tepex增强材料使车底板组件更坚固，硬度更高，能量吸收能力更强。理想L9和L8的大尺寸面板均由坚固的热塑性复合材料结构组成。它们采用压缩成型工艺制造而成，包括一个由高性能复合材料Tepex dynalite制成的加固嵌件以及一个DLFT（直接长纤维热塑性塑料）块。

车底板组件长约1.5米，宽约1米，厚度仅为3-4毫米。它包含一个由Tepex dynalite 104-RG600制成的1毫米厚的嵌件和另外一个由挤出工艺制成的DLFT块。这两种材料都经过加热和塑化，然后放置进模压模具，只需一个步骤就能塑为一体。Tepex嵌件的基体由聚丙烯组成，并用47%体积百分比的连续玻璃纤维粗纱进行加固。聚丙烯DLFT块含有40%重量百分比的长玻璃纤维。

车底板组件可以采用传统的压缩成型工具制造，这可以确保高效的生产。DLFT能够以经济的方式制成直接挤出物，并构成组件的主要部分，这也有助于提高成本效率。

聚氨酯HP-RTM制造工艺实现“以塑代钢”

科思创与高新技术企业卡涞科技共同推出了使用高压树脂传递模塑成型（HP-RTM）工艺的聚氨酯电池包上壳体解决方案，并在主流动力电池制造商实现批量生产。本次合作研发开创了聚氨酯复合材料在新能源汽车电池包领域的应用。

聚氨酯HP-RTM制造工艺实现“以塑代钢”，可用于电池包。

据介绍，该款聚氨酯电池包上壳体解决方案在今年通过了欧盟REACH和RoHS认证，以及中国GB38031-2020的标准化测试，并在机械性能、高温高湿老化、氙灯老化、耐酸、耐碱、耐高温和绝缘性能等一系列标准化测试中表现出色。全新的聚氨酯HP-RTM制造工艺实现了“以塑代钢”的减重要求。

相较于其他工艺，全新的HP-RTM工艺使用自动化铺层技术，效率大幅提升，降低了制造成本。生命周期评估显示，相较传统金属工艺，使用HP-RTM工艺产生的二氧化碳排放也更低。

STM聚氨酯复合材料电池包壳体

不久前，搭载巴斯夫所开发、基于STM ( spray transfermolding )工艺的聚氨酯复合材料电池包壳体解决方案的几款电动汽车已经实现了大批量上市。

经过充分的量产验证，这项解决方案兼具阻燃好，重量轻，可以提升电动车的驾驶安全性。此外，在生产方面，它可直接应用于现有成熟的汽车供应链和生产设施，生产的效率高，非常适于汽车行业的快速大规模生产，是电动汽车电池包减重降本的理想解决方案。

采用巴斯夫特性材料开发的STM 聚氨酯复合材料电池包壳体，采用微发泡技术，可以大大降低部件密度，轻松实现壳体减量的目标，同时拥有关键专利技术使得部件可以满足气密性试验与沉水试验要求。

在轻量化的同时，该复合材料拥有着高强度和高韧性的特点，为壳体保证了足够的机械性能。

据了解，巴斯夫的STM聚氨酯复合材料解决方案，其工艺无需预成型，生产效率远远高于其他传统的聚氨酯复合材料成型工艺。目前国内汽车行业已有成熟的产业链和供应商可以快速提供量产的产品。同时,新量产项目的设备及模具投入成本也非常低。

以预制件生产复杂的车辆结构件

Cannon Tipos公司和Coriolis 复合材料公司联合开发了一种制造工艺，可以从接近净形的干预制件中制造出复杂的碳纤维增强复合材料（CFRP）部件作为半成品。

该工艺的关键组成部分是高压树脂传递模塑（HPRTM）工艺和Coriolis的自动纤维定位（AFP）。该合作产生的组件目前正在进行适合批量生产的测试。该工艺实现了20秒的生产循环节拍时间，并显示出符合要求的机械性能，但重量最多减轻了80%。

该公司生产的自动纤维放置（AFP）设备允许连续纤维或短纤维以不同的方向放置，甚至是复杂的几何表面，同时最大限度地减少材料浪费。

干式AFP二维预制件由单向（UD）取向碳纤维的优化纤维薄片组成，每层纤维重量为280克/平方米，纤维体积分数为55%。一种特殊的粘结剂技术被用于注射快速固化的兼容环氧树脂系统。改进预制件的可塑性、纤维浸渍和可修剪性（使用三维水刀工艺），以实现接近净成形的几何形状，可将总体废品率降低达50%。

Cannon Tipos钢制模具的设计压力最高可达120巴。最小化的微孔确保了树脂与固化剂在恒定温度下的最佳反应，最大偏差为2℃。此外，在注射阶段有最小的背压，真空时间应最大化，以避免冲刷损失和气泡的产生。由于高度抛光的腔体与Coriolis的预制件技术相结合，部件的表面质量特别好。（

Cannon Tipos钢制模具的设计压力最高可达120巴。最小化的微孔确保了树脂与固化剂在恒定温度下的最佳反应，最大偏差为2℃。此外，在注射阶段有最小的背压，真空时间应最大化，以避免冲刷损失和气泡的产生。由于高度抛光的腔体与Coriolis的预制件技术相结合，部件的表面质量特别好。（来源：雅氏橡塑网、万塑文化传媒、轻量化技术网）