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长纤维增强热塑复合材料模压成型（LFT-D）在汽车上的应用

前言：复合材料具有轻质高强、抗冲击性能好、易于成型以及具有功能和性能可设计性等一系列特点，为实现汽车轻量化起到了积极作用。近年来，发达国家对于复合材料在汽车上的应用发展得相当快速，LFT-D（Long-Fiber Reinforce Thermoplastic-Direct）技术便是其中一种重要的成型方伊宁法，凭借一系列优点，该技术在汽车零部件制造方面得到了快速的发展和广泛的应用。近日，中国汽车材料就国内LFT-D应用的相关热点议题对海源新材料副总经理周超先生进行了专访，以下是采访实录：

海源新材料副总经理周超

中国汽车材料（Auto-Material，以下简称AM）：周总，您好，海源近几年在车用复合材料应用领域非常的活跃，请简要介绍一下海源机械，以及海源新材料，让汽车界的朋友对你们有进一步的了解。

周总：福建海源自动化机械有限公司（以下简称海源机械）是中小板上市的高新技术企业（股票代码：002529），创立于1988年，拥有净资产16亿元，员工一千余人。企业多项产品处于国内领先地位，是全球产品门类最多、规模最大的液压成型技术和装备的供应商之一，是先进制造业和中国创造力的典型代表。

福建海源新材料科技有限公司（以下简称海源新材料）是海源机械的全资子公司，成立于2012年，注册资金3.9亿元人民币，地处福建省南平市武夷新区高新技术产业园区。依托母公司在复合材料装备和工艺技术等方面的优势，海源新材料致力于玻璃纤维、碳纤维及植物纤维等复合材料制品应用领域的研究及相关产品的开发、制造。目前主要产品应用在汽车、轨道交通和建筑领域。

AM:海源机械在复合材料装备和工艺技术领域有很强的技术实力，目前新成立海源新材料公司是出于什么考虑。

周总：成立海源新材料是海源机械的战略发展需要，海源机械通过市场调研和研究，为提升中国复合材料的生产制造及创新能力而成立的一家全新的子公司，先后与国际上复合材料的领先企业IP 和Ranger达成战略合作伙伴关系，以更好地满足主机厂对材料及至攀爬钻制品的同步开发需求。

AM:海源自主研发的国内首条全自动纤维增强热塑性复合材料（LFT-D）模压生产线，这种工艺有哪些优势？可以生产哪些复合材料汽车零部件？

周总：首先，海源机械生产的自动化纤维增强复合材料生产线填补国家在此方面的空白，是国内第一家生产此生产线的企业。

在技术方面，有如下优势：①组料、配方可以灵活调整；②保留纤维长度，提高目前制品机械性能；③调整制品玻纤含量，使玻纤分布均匀；④材料的吞吐量大（可达650Kg/h）；⑤材料流动性大幅提高，制品表面质量更为突出；⑥生产线全程系统控制，可保证产品质量；⑦整线技术优化设计，降低了输送螺杆磨损。

在成本如此大型的结构方面，由于是基料和玻纤混合，模压时间也短，提高了生产效率，在成本优势较为明显。

此外，该生产线的废料回收更加容易。

目前 , LFT-D工艺可生产汽车底护板、防撞梁、备胎仓、座椅骨架、电池盒上盖、前端框架、仪表盘骨架等。

AM:对于树脂，采用（LFT-D）工艺生产树脂基连续碳纤维和玻璃纤维的工艺上有何差异？

周总：生产树脂基连续碳纤维对设备、参数的要求更高，因碳纤维会导电，而玻璃纤维的绝缘性较好。

AM:（LFT-D）工艺与目前比较热门的HP-RTM工艺相比仪用电源，在固化时间、生产效率和成本等方面有何显著优势？

周总：LFT-D 工艺更成熟，原料和模具加速更换，省工省时，万元产值能耗降低50%，且全过程一次加热，且废料回收更易，成本较低。

而HP-RTM工艺，目前国内外使用较少，使用的机械设备，如高压注射机和本身自带清洁功能的模具，大多需从国外进口，费用过高！在生产效率方面，HP-RTM工艺虽高效，但成型速度过快易带来玻纤浸渍不良，界面性能不好的问题。

AM:海源也开发了全自动玻璃纤维毡增强热塑性复合材料（GMT）模压生产线，请简要介绍一下海源新材料研发的该生产线的特点。

周总：其实目前我们公司开发的生产线可以满足几种工艺的要求，如LFT-D、SMC、GMT等，也可以应用在未来的碳纤维生产线中。

AM: 碳纤维复合材料成为目前汽车轻量化的热点材料之一，您认为碳纤维复合材料目前在汽车上应用的前景是如何？若实行大规模产业化应用，需要解决的有机农药工艺技术问题有哪些？

周总：碳纤维复合材料作为汽车轻量化发展的重要材料之一，未来将会大范围的应用。尤其是目前国家在大力发展新能源汽车以及大力推进汽车轻量化的过程中，碳纤维的发展会起到重要角色，各个主机企业会逐步扩大应用范围。

大范围应用，首先要解决批量生产的问题。目前，碳纤维的生产工艺以及加工周期相对较长，而且RTM工艺并未用作大批量生产，其工艺本身还存在一些缺陷，如无法倒扣等。今年，树脂生产商已做了很大改善，缩短了RTM工艺的固化时间。当然，预成型也很重要，去年市场上出现了一些更有效的新机器，以生产造型复杂的产品（过去这些是不行的）。另外，模具也很重要。现在极有可能做出很好的HP-RTM模具。以上几点说明，当碳纤维RTM工艺的固化时间其他热塑性工艺相似时，碳纤维的应用可以逐步上升。

现今，HP-RTM工艺更先进，是未来复合材料在玻纤和碳纤增强塑料上的不二之选。

AM: 关于碳纤维生产和应用过程中，如何降低成本，提高市场利用率，您有什么意见？

周总：降低成本的唯一方法就45T是投资一些模压后期的转换装置和辅助设备，这也是用来减少固化时间，以达到和SMC工艺类似的固化时间的。

当然，树脂和增强材料（玻纤和碳纤）的费用和和最终生产的相关。市场的产量需求会逐年增加，成本则会逐年递减。

LFT-D技术是采用长纤维增强热塑性树脂基体而形成的复合材料，如今市场化的产品主要是玻璃纤维增强PP。而有些研究机构也在研究天然纤维和碳纤维增强PA、ABS和PET等，相信随着研究成果的应用，LFT-D技术中采用的原材料将出现多样化，根据产品的不同要求，设计空间会更大，更充分地体现复合材料的特点和优越性。

LFT-D技术的发展速度将会不断加快。由于该技术对汽车轻量化起到的积极作用，目前汽车工业的快速发展以及能源危机和环境保护意识的加强，LFT-D技术在汽车行业的应用量将会逐步增大。另一方面，由于国内企业开始进行LFT-D生产线的开发与生产，因此必将使生产线成本及售价大幅下降，从而加快该技术的发展速度。