中國(guó)玻璃纖維工業(yè)協(xié)會(huì)駐會(huì)會(huì)長(zhǎng)/中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)執(zhí)行會(huì)長(zhǎng)張福祥先生介紹了2017年中國(guó)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(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。先來(lái)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(yíng)業(yè)務(wù)收入1700億元(同比增長(zhǎng)12%);利潤(rùn)總額200億元(同比增長(zhǎng)20%);玻璃纖維增強(qiáng)塑料制品制造實(shí)現(xiàn)主營(yíng)業(yè)務(wù)收入1000億元(同比增長(zhǎng)12.8%);實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額70億元(同比增長(zhǎng)0.3%)。從市場(chǎng)應(yīng)用方面來(lái)看，各主要應(yīng)用市場(chǎng)表現(xiàn)相對(duì)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(zhǎng)。

　　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(zhǎng)，已經(jīng)有越來(lái)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(zhǎng)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(chǎng)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(chǎng)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)模化生產(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(dòng)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(duì)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(zhǎng)纖、長(zhǎng)纖合股紗、LFRT專用長(zhǎng)纖直接紗、高分散性長(zhǎng)纖、使用更方便的織物等形式。目前，針對(duì)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(jìng)爭(zhēng)提供合適的產(chǎn)品、也可按客戶需求開發(fā)。”曾慶文先生評(píng)論道。

汽車輕量化趨勢(shì)帶來(lái)更多機(jī)遇

　　汽車輕量化的趨勢(shì)帶動(dòng)了纖維復(fù)合材料的增長(zhǎng)。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(guó)新能源汽車產(chǎn)量同比增長(zhǎng)19.7%，傳統(tǒng)商用車產(chǎn)量增加超過(guò)20%，帶動(dòng)車用復(fù)合材料產(chǎn)銷量持續(xù)增長(zhǎng)。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(zhǎng)。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(chǎng)方面的機(jī)遇，來(lái)自國(guó)家政策層面的支持也很重要。在下午的交通運(yùn)輸分會(huì)場(chǎng)演講中，中國(guó)合成樹脂協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)鄭塏先生帶來(lái)了一些最新的政策解讀。他提到，未來(lái)中國(guó)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(tái)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(guó)合成樹脂供銷協(xié)會(huì)，讓其牽頭聯(lián)合電動(dòng)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(dòng)更多社會(huì)力量支持輕量化材料的研發(fā)與應(yīng)用。

　　中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)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(huì)議，并就中國(guó)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(zhǎng)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(guó)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(shì)，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(lái)越廣泛的應(yīng)用。不過(guò)，相較于短纖維來(lái)說(shuō)，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(lái)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(jí)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(guò)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(huì)影響零件穩(wěn)定性。

　　來(lái)自中國(guó)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(zhǎng)纖、短纖、玻璃布、玻璃微珠、玻璃棉、玻璃針刺氈、玻璃無(wú)紡布等。對(duì)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(dòng)機(jī)懸置支架、油底殼、動(dòng)力轉(zhuǎn)向罐、發(fā)動(dòng)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(wàn)輛計(jì)算，保守估計(jì)消耗玻纖2.1萬(wàn)噸/年。對(duì)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(wàn)臺(tái)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(chǎng)和廣闊的前景。

　　現(xiàn)在，無(wú)論是汽車的動(dòng)力總成還是電子系統(tǒng)，對(duì)集成度的要求都越來(lái)越高，以此來(lái)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(lái)自長(zhǎng)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(dòng)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(lái)說(shuō)，全塑尾門內(nèi)板使用長(zhǎng)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(shì)，歐洲和日本的廠商對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)比較熱衷。從目前的情況看，未來(lái)塑料尾門肯定會(huì)越來(lái)越普及。

結(jié)論

　　汽車輕量化不是簡(jiǎn)單的材料替換。對(duì)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(duì)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(wú)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(dòng)材料技術(shù)在汽車輕量化時(shí)代取得更大的進(jìn)步!