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你知道嗎?除了碳纖維,這些纖維材料也是汽車＂減肥利器＂

發布時間：2017-06-02

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近年來，隨著排放法規及油耗標準的升級，汽車輕量化逐漸成為了一個高頻詞。尤其在各類汽車相關的論壇或會議上，輕量化幾乎無一例外地成為了討論的焦點。

你知道嗎?除了碳纖維,這些纖維材料也是汽車

7月上旬,由上海凌傲咨詢舉辦的車用材料技術創新與智能解決方案高峰論壇，匯集了來自長安、吉利、長城等整車企業以及江森自控、寧波華翔、敏實集團、佛吉亞、上海納巖等零部供應商企業代表對這一話題進行探討與分享。其中，幾種纖維材料在輕量化方面的應用引起了諸多關注。對此，記者對部分演講嘉賓進行了采訪，現將相關內容匯整如下，與業界共享！

長纖維增強熱塑性復合材料

長纖維增強熱塑性復合材料（LFT）是纖維增強聚合物領域的一種新型高級輕量化材料。以熱塑性樹脂為基體，以長纖維（主要為玻璃纖維和碳纖維，10-25mm）為纖維增強材料的熱塑性渡河材料，具有質量輕、強度高、抗沖擊熱性強、耐腐蝕、成型加工性能優、可設計與重復回收利用、綠色環保等性能，并具有高的性價比和較低的密度，在汽車輕量化應用中展示了較好前景。

LFT的機械特性與增強纖維的長度有著密切的關系。據上海納巖新材料科技有限公司技術總監孫洲渝介紹，與相類似的短纖維（纖維長度約小于1mm）增強注塑成型熱塑性復合材料相比，LFT材料在強度、抗撞擊性能、能量的吸收率等方面都得到了很大提高。“這些特性也為LFT在要求更為嚴格的汽車內外部的結構件和半結構件上的應用創造了條件，成為受汽車行業青睞的主要原因之一。”

而以上海納巖新材料科技有限公司為例，就其長纖維增強塑料產品來說，其使用的聚合物包括聚丙烯（PP）、尼龍（PA6、PA66&PPA）、熱塑性聚氨酯（TPU）、熱塑性聚酯（PBT、PET）、聚苯硫醚（PPS）等；增強纖維包括玻璃纖維、碳纖維和金屬纖維等。據稱，該公司長纖維產能目前位居國內第一。

具體來說，這一材料主要用于汽車儀表板骨架、前端模塊（水箱支架）、天窗支架、蓄電池支架、門板支架、引擎蓋、換擋器、油門踏板等。而以儀表板支架為例，其可滿足高流動性、高剛度、低蠕變、安全性、尺寸穩定性、輕量化等方面的要求。

孫洲渝還指出，國內目前對短纖維增強復合材料的研究較多，而對長纖維增強的研究較少，這是因為長纖維增強熱塑性復合材料的成型方法受到一定的限制，但從工程應用的角度來看，長纖維增強熱塑性復合材料有著更廣闊的發展前景。

玻璃纖維增強材料

早在多年前，名牌汽車便率先使用了玻璃纖維及其復合材料，如美國林肯大陸使用SMC發動機罩、保險杠、后部行李箱蓋、玻纖增強PET空調管、排氣門等。而今，隨著人們對汽車的安全性、舒適性、環保性以及輕量化的要求，國內外汽車車工業則更加青睞這一材料，這基于其優良的特性使之能夠在一些汽車半結構制件上取代鋼材和鋁材。

具體來說，作為無機非金屬材料的一種，玻璃纖維在絕緣性、耐熱性、抗腐蝕性機械強度等方面表現尤佳，但缺點是性脆，耐磨性較差。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝制造成的，其單絲的直徑為幾個微米到二十幾米個微米，相當于一根頭發絲的1/20-1/5，每束纖維原絲都由數百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通常用作復合材料中的增強材料、電絕緣材料和絕熱保溫材料等。

據了解，汽車用LFT增強纖維通常為玻璃纖維，理論上這種玻璃纖維在制品中的比例可以達到10%～80%（指質量比），而實際上常用玻璃纖維的比例通常為20%～40%。“作為補強材料，玻璃纖維通常被用來制造增強塑料或增強橡膠，而其自身的特點使之被更廣泛的而用于前端模塊、塑料油箱、車身底部護板、備胎盒、全景天窗、發動機下板等眾多部件中。”蕪湖恒信汽車內飾制造有限公司技術總監周超群透露，綜合各主機廠根據車型選用的以塑代鋼輕量化技術，外飾上可帶來60kg以上的輕量化效果。

自然纖維復合材料

在眾多輕量化材料中，自然纖維所受到的關注似乎不及其它，然在近兩年，這一材料也越來越多地出現在大眾的視野。以大眾XL1這一車型來說，其內飾件，包括通風管道，就全部使用了木纖維。將其與大眾Polo對比，在使用木纖維之后，重量從184公斤，變為了80公斤，減重約57%。而除了大眾XL1之外，寶馬、奧迪、奔馳等眾多車型在門板、嵌飾板、座椅靠背、儀表板、ABC柱、行李箱蓋板等部件上也采用了這一材料。

寧波華翔自然纖維科技有限公司銷售經理于穎斌告訴記者，常見的自然纖維包括木纖維、麻纖維、棉纖維、竹纖維等，而木纖維與麻纖維是目前使用較多的兩種，在輕量化方面有較好表現，這也是該公司目前所主打的兩種產品，其中尤以木纖維為重。“木纖維材料在汽車內飾方面被廣泛應用，10多年來已經成為歐系車的標準配置。”

具體來說，木纖維在汽車領域的應用優勢可總結為以下幾個方面：
一、相比傳統PP或ABS都能再有至少30%-50%的減重，產品壁厚可以在滿足同等性能的前提下做到更薄。
二、具有較高性價比，其產品單價基本界于傳統PP和ABS之間，同時有著非常好的尺寸穩定性等內飾件產品所關注的質量點。
三、在內飾件的應用上，其安全性能遠遠超越一些傳統材料。在發生碰撞等情況時候不會產生碎片，可對駕乘人員起著良好的保護。
四、木纖維內飾產品有著更好的吸音、降噪等卓越的NVH功能。
五、木纖維應用的是環保的天然原材料，具備資源豐富、可回收、可降解等優點。

“木纖維的應用符合更安全，更環保，更節能的主題，VOC測試結果有明顯優勢。可以說，其各項性能測試均能滿足汽車行業要求。”于穎斌還進一步指出，木纖維加工精度高，同時由于其產品內部結構與注塑件不同，因此其所使用的熱壓模具與平臺的注塑模具也略有不同，類似沖壓模。而在包覆模具方面，則可沿用傳統材料如塑料的包覆模具。（文章來源：蓋世汽車網）

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