中國玻璃纖維工業(yè)協(xié)會駐會會長/中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會執(zhí)行會長張福祥先生介紹了2017年中國玻璃纖維/復(fù)合材料行業(yè)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況和未來的發(fā)展趨勢。先來看他在報(bào)告中提到的一組數(shù)據(jù)：預(yù)計(jì)2017年玻璃纖維及其制品制造實(shí)現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入1700億元(同比增長12%);利潤總額200億元(同比增長20%);玻璃纖維增強(qiáng)塑料制品制造實(shí)現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入1000億元(同比增長12.8%);實(shí)現(xiàn)利潤總額70億元(同比增長0.3%)。從市場應(yīng)用方面來看，各主要應(yīng)用市場表現(xiàn)相對穩(wěn)定。值得一提的是，部分熱塑性復(fù)合材料在市政管網(wǎng)、輕質(zhì)建材、建筑模板、廚衛(wèi)等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了快速增長。

　　在熱塑性復(fù)合材料的研發(fā)與生產(chǎn)方面，隨著環(huán)保壓力的持續(xù)加大，尤其是企業(yè)環(huán)保成本的增長，已經(jīng)有越來越多的企業(yè)關(guān)注并轉(zhuǎn)向熱塑性復(fù)合材料。另一方面，隨著全球研發(fā)力量的持續(xù)投入，熱塑性復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝與裝備也在快速成熟。熱塑性復(fù)合材料制品的性能指標(biāo)不斷提升，應(yīng)用領(lǐng)域也在快速推廣。以福建海源、鄭州翎羽、河北立格、山東美爾佳為代表的長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)，在前期持續(xù)研發(fā)及應(yīng)用投入基礎(chǔ)上，開始逐步進(jìn)入市場擴(kuò)張期，產(chǎn)品逐步拓展至汽車零部件、建筑模板、物流托盤、養(yǎng)殖場建設(shè)等領(lǐng)域;以廣東金發(fā)、浙江華江、杭州華聚、中廣核俊爾、溫州家得寶、江蘇奇一、蕪湖科逸為代表的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)，也已經(jīng)在工藝裝備與規(guī)?；a(chǎn)方面取得重大突破，部分制品應(yīng)用于軌道交通、房車、建材等領(lǐng)域。

　　作為此次活動的主辦方，CPIC在熱塑性復(fù)合材料領(lǐng)域的創(chuàng)新產(chǎn)品也很可觀。CPIC總經(jīng)理助理、研發(fā)中心主任曾慶文先生在對2016~2017年CPIC玻纖新產(chǎn)品、新技術(shù)進(jìn)行了介紹時(shí)，提到熱塑性增強(qiáng)材料曾經(jīng)歷了短切纖維、通用長纖、長纖合股紗、LFRT專用長纖直接紗、高分散性長纖、使用更方便的織物等形式。目前，針對熱塑性樹脂的結(jié)構(gòu)特性和后續(xù)的加工要求，充分利用品種多樣(E-glass、ECT、TM、HT、HL)、品質(zhì)穩(wěn)定的玻璃，再結(jié)合專有的表面處理技術(shù)，CPIC已經(jīng)成功開發(fā)出PA、PBT、PP、PPO、PPS、LCP等樹脂專用、直徑在6～13微米的短切紗，也可以提供異形纖維。“基于這些產(chǎn)品系列，CPIC可為客戶的差異化競爭提供合適的產(chǎn)品、也可按客戶需求開發(fā)。”曾慶文先生評論道。

汽車輕量化趨勢帶來更多機(jī)遇

　　汽車輕量化的趨勢帶動了纖維復(fù)合材料的增長。纖維復(fù)合材料具有重量輕、抗沖擊性好、成型周期短、可循環(huán)利用、設(shè)計(jì)自由度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的方法之一。上半年，我國新能源汽車產(chǎn)量同比增長19.7%，傳統(tǒng)商用車產(chǎn)量增加超過20%，帶動車用復(fù)合材料產(chǎn)銷量持續(xù)增長。鄭州翎羽的熱塑性客車空調(diào)罩，杭州華聚的廂式貨車用熱塑板材，浙江華江的熱塑性汽車內(nèi)飾部件應(yīng)用持續(xù)增長。LFT注塑工藝成為乘用車用熱塑性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件和功能件的主流工藝;以SMC和LFT-D兩種工藝為主的電池殼體的開發(fā)在新能源車上得到批量應(yīng)用。

　　除了市場方面的機(jī)遇，來自國家政策層面的支持也很重要。在下午的交通運(yùn)輸分會場演講中，中國合成樹脂協(xié)會秘書長鄭塏先生帶來了一些最新的政策解讀。他提到，未來中國將重點(diǎn)加快碳纖維及復(fù)合材料、高端裝備關(guān)鍵材料、高溫合金、軍用新材料、新型顯示及其關(guān)鍵材料、先進(jìn)半導(dǎo)體材料、稀土新材料、材料基因工程創(chuàng)新平臺的應(yīng)用。

　　目前，汽車行業(yè)的金屬樹脂化還是以復(fù)合材料代替金屬材料為主，現(xiàn)階段玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料性能不斷提升，逐步形成了金屬樹脂化用材的主要方向之一。為了促進(jìn)汽車輕量化材料的研發(fā)與應(yīng)用，工信部已經(jīng)發(fā)文給中國合成樹脂供銷協(xié)會，讓其牽頭聯(lián)合電動汽車行業(yè)和化工新材料等行業(yè)的骨干企業(yè)，共同成立輕量化新材料產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和產(chǎn)業(yè)基金，調(diào)動更多社會力量支持輕量化材料的研發(fā)與應(yīng)用。

　　中國汽車工程學(xué)會汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟的王利剛先生也出席了此次會議，并就中國汽車輕量化技術(shù)路徑與復(fù)合材料應(yīng)用發(fā)表主題演講。整車輕量化技術(shù)路線圖指出，2015-2020年間我們要實(shí)現(xiàn)碳纖維低成本生產(chǎn)工藝;2020-2025年間要實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的在線注塑、模壓;2025-2030年間，要完成復(fù)合材料集成一體化、異種材料的連接技術(shù)和復(fù)合材料的回收再利用。

車用材料也要“物盡其用”

　　材料作為制造業(yè)的基礎(chǔ)，其應(yīng)用創(chuàng)新是制造業(yè)科技創(chuàng)新、轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。汽車輕量化材料種類多樣，那么塑料及復(fù)合材料有哪些最新的應(yīng)用呢?讓我們從嘉賓的演講中一窺究竟。

　　王利剛先生重點(diǎn)介紹了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、長玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料、微發(fā)泡材料和薄壁化材料在汽車行業(yè)的應(yīng)用，為觀眾打開了汽車輕量化實(shí)踐的大門。相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，到2030 年，碳纖維復(fù)合材料將成為汽車零部件的主流材料之一。在國內(nèi)，各骨干汽車企業(yè)與相關(guān)高校和碳纖維生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合開展了深度合作研究，目前已完成樣件開發(fā)。圍繞碳纖維復(fù)合材料回收再利用和降低碳纖維零件成本開展的研究工作也已經(jīng)取得重要的階段成果。

　　增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(LGFRT)的發(fā)展也受到很多專業(yè)人士的關(guān)注。它具有比強(qiáng)度高、比模量高、抗沖擊性好、耐熱性好等優(yōu)勢，在汽車的半結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)件、集成模塊零部件上將獲得越來越廣泛的應(yīng)用。不過，相較于短纖維來說，LGFRT成型工藝更難控制，需要重點(diǎn)做好玻纖的均勻分散和界面結(jié)合工作。

　　除了“名聲在外”的纖維材料，工程塑料也為汽車輕量化作出了重要貢獻(xiàn)，典型的代表就是微發(fā)泡塑料、低密度材料、薄壁化材料等。以微發(fā)泡塑料為例，它以聚合物材料為基體，是一種泡孔尺寸從小于一微米到幾十微米的多孔聚合物材料。微發(fā)泡塑料可在滿足制件強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上達(dá)到輕量化的效果，因此在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣，主要在汽車內(nèi)飾、外飾和電子電器等方面應(yīng)用較多。奔馳E級轎車就采用了一次注塑成型的Mucell 門內(nèi)飾板骨架，中間是PU反應(yīng)發(fā)泡層，表面是皮層。福特公司也在C-MAX、Grand CMAX、S-MAX、蒙迪歐和Galaxy等車型采用MuCell微發(fā)泡注塑成型技術(shù)，在零件成型過程中充入氣泡，形成極為細(xì)微的蜂巢狀結(jié)構(gòu)，既節(jié)約了塑材，又減輕了重量，而且不會影響零件穩(wěn)定性。

　　來自中國一汽技術(shù)中心的張明遠(yuǎn)先生重點(diǎn)介紹了玻纖制品在一汽自主品牌中的應(yīng)用。他介紹，輕量化需求和汽車產(chǎn)品功能需求使得玻纖在汽車上得到了廣泛應(yīng)用，其存在形式多樣，包括：長纖、短纖、玻璃布、玻璃微珠、玻璃棉、玻璃針刺氈、玻璃無紡布等。對于乘用車而言，內(nèi)飾頂棚、電池蓋及殼體、電池下箱體、氣門室罩蓋、發(fā)動機(jī)懸置支架、油底殼、動力轉(zhuǎn)向罐、發(fā)動機(jī)隔熱罩、水室等部件均有玻纖的應(yīng)用。據(jù)了解，一汽傳統(tǒng)乘用車平均使用玻纖7kg，以一汽集團(tuán)年產(chǎn)量300萬輛計(jì)算，保守估計(jì)消耗玻纖2.1萬噸/年。對于一汽商用車而言，SMC是一種主流工藝，假設(shè)一汽中重型車用玻纖平均為50kg，按年產(chǎn)10萬臺計(jì)算，保守計(jì)消耗玻纖達(dá)5000噸。由此可見，玻璃纖維在汽車的應(yīng)用具有巨大市場和廣闊的前景。

　　現(xiàn)在，無論是汽車的動力總成還是電子系統(tǒng)，對集成度的要求都越來越高，以此來減少部件的數(shù)量，達(dá)到降本、減重的效果。尾門上同樣有這樣的需求，來自長安歐尚汽車研究院內(nèi)外飾開發(fā)業(yè)務(wù)單元的副經(jīng)理劉波博士，則以塑料尾門為例介紹了熱塑性復(fù)合材料的應(yīng)用與實(shí)踐。

　　據(jù)了解，塑料尾門不僅比強(qiáng)度大，而且集成度很高，可以將天線、高剎燈、玻璃、擋風(fēng)板、尾燈、攝像頭、電動尾門開關(guān)、牌照板、牌照燈等集成到一起?？v觀塑料尾門的發(fā)展歷史，基本上也是一路從最早的熱固性塑料，到熱固性塑料、熱塑性塑料相結(jié)合，再到全熱塑性塑料。目前，全塑尾門已經(jīng)在不少車型中得到應(yīng)用，一般來說，全塑尾門內(nèi)板使用長玻纖增強(qiáng)的PP(LGF+PP)，外板和擾流板使用PP或者TPO，全部使用注塑工藝成型，然后使用涂膠工藝進(jìn)行裝配。為了順應(yīng)全球?qū)ζ嚋p少燃油消耗的訴求以及排放法規(guī)越趨嚴(yán)格的大勢，歐洲和日本的廠商對于此項(xiàng)技術(shù)比較熱衷。從目前的情況看，未來塑料尾門肯定會越來越普及。

結(jié)論

　　汽車輕量化不是簡單的材料替換。對于主機(jī)廠而言，他們關(guān)注的焦點(diǎn)并不是材料本身，而是材料替代對產(chǎn)品成本、可靠性和生產(chǎn)一致性和生產(chǎn)組織的影響有多大。無論是何種材料供應(yīng)商，都應(yīng)積極考慮主機(jī)廠的使用需求，從而推動材料技術(shù)在汽車輕量化時(shí)代取得更大的進(jìn)步!