中國玻璃纖維工業(yè)協(xié)會駐會會長/中國復合材料工業(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/復合材料行業(yè)的經(jīng)濟運行情況和未來的發(fā)展趨勢。先來看他在報告中提到的一組數(shù)據(jù)：預計2017年玻璃纖維及其制品制造實現(xiàn)主營業(yè)務收入1700億元(同比增長12%);利潤總額200億元(同比增長20%);玻璃纖維增強塑料制品制造實現(xiàn)主營業(yè)務收入1000億元(同比增長12.8%);實現(xiàn)利潤總額70億元(同比增長0.3%)。從市場應用方面來看，各主要應用市場表現(xiàn)相對穩(wěn)定。值得一提的是，部分熱塑性復合材料在市政管網(wǎng)、輕質(zhì)建材、建筑模板、廚衛(wèi)等領(lǐng)域的應用實現(xiàn)了快速增長。

　　在熱塑性復合材料的研發(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，熱塑性復合材料的生產(chǎn)工藝與裝備也在快速成熟。熱塑性復合材料制品的性能指標不斷提升，應用領(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熱塑性復合材料生產(chǎn)企業(yè)，在前期持續(xù)研發(fā)及應用投入基礎(chǔ)上，開始逐步進入市場擴張期，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)纖維增強熱塑性復合材料生產(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)進行了介紹時，提到熱塑性增強材料曾經(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遇

　　汽車輕量化的趨勢帶動了纖維復合材料的增長。纖維復合材料具有重量輕、抗沖擊性好、成型周期短、可循環(huán)利用、設(shè)計自由度高等諸多優(yōu)點，是實現(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)飾部件應用持續(xù)增長。LFT注塑工藝成為乘用車用熱塑性復合材料結(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用。

　　除了市場方面的機遇，來自國家政策層面的支持也很重要。在下午的交通運輸分會場演講中，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，未來中國將重點加快碳纖維及復合材料、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、先進半導體材料、稀土新材料、材料基因工程創(chuàng)新平臺的應用。

　　目前，汽車行業(yè)的金屬樹脂化還是以復合材料代替金屬材料為主，現(xiàn)階段玻纖增強復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。為了促進汽車輕量化材料的研發(fā)與應用，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)與應用。

　　中國汽車工程學會汽車輕量化技術(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)路徑與復合材料應用發(fā)表主題演講。整車輕量化技術(shù)路線圖指出，2015-2020年間我們要實現(xiàn)碳纖維低成本生產(chǎn)工藝;2020-2025年間要實現(xiàn)復合材料的在線注塑、模壓;2025-2030年間，要完成復合材料集成一體化、異種材料的連接技術(shù)和復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，那么塑料及復合材料有哪些最新的應用呢?讓我們從嘉賓的演講中一窺究竟。

　　王利剛先生重點介紹了碳纖維增強復合材料、長玻纖增強復合材料、微發(fā)泡材料和薄壁化材料在汽車行業(yè)的應用，為觀眾打開了汽車輕量化實踐的大門。相關(guān)機構(gòu)預計，到2030 年，碳纖維復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。

　　增強熱塑性復合材料(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用。不過，相較于短纖維來說，LGFRT成型工藝更難控制，需要重點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，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度要求的基礎(chǔ)上達到輕量化的效果，因此在汽車領(lǐng)域的應用越來越廣，主要在汽車內(nèi)飾、外飾和電子電器等方面應用較多。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)中心的張明遠先生重點介紹了玻纖制品在一汽自主品牌中的應用。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)動機懸置支架、油底殼、動力轉(zhuǎn)向罐、發(fā)動機隔熱罩、水室等部件均有玻纖的應用。據(jù)了解，一汽傳統(tǒng)乘用車平均使用玻纖7kg，以一汽集團年產(chǎn)量300萬輛計算，保守估計消耗玻纖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)10萬臺計算，保守計消耗玻纖達5000噸。由此可見，玻璃纖維在汽車的應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合材料的應用與實踐。

　　據(jù)了解，塑料尾門不僅比強度大，而且集成度很高，可以將天線、高剎燈、玻璃、擋風板、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用，一般來說，全塑尾門內(nèi)板使用長玻纖增強的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行裝配。為了順應全球?qū)ζ嚋p少燃油消耗的訴求以及排放法規(guī)越趨嚴格的大勢，歐洲和日本的廠商對于此項技術(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。對于主機廠而言，他們關(guān)注的焦點并不是材料本身，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商，都應積極考慮主機廠的使用需求，從而推動材料技術(shù)在汽車輕量化時代取得更大的進步!