長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料在汽車部件上的研究與應(yīng)用，是近年來(lái)的熱點(diǎn)之一。在主流車型新車型上，我們已越來(lái)越多看到以下部件采用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，長(zhǎng)纖維增強(qiáng)聚丙烯被用于轎車的儀表板本體骨架、電池托架、前端模塊、控電盒、座椅支撐架、備胎盤(pán)、擋泥板、底盤(pán)蓋板、噪音隔板、后車門(mén)框架等。本文聊聊長(zhǎng)短玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的特點(diǎn)，對(duì)長(zhǎng)玻纖塑料在前端模塊、儀表板骨架、車門(mén)模塊等典型部件應(yīng)用進(jìn)行分析。

我們先簡(jiǎn)單了解一下長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)塑料的特點(diǎn)與長(zhǎng)玻纖的開(kāi)發(fā)難度吧。

長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)塑料

長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯塑料指含有玻璃纖維長(zhǎng)度在10到25mm的改性聚丙烯復(fù)合材料，經(jīng)過(guò)注塑等工藝形成三維結(jié)構(gòu)，英文為L(zhǎng)ong Glass Fiberpolypropylene，簡(jiǎn)寫(xiě)為L(zhǎng)GFPP。國(guó)內(nèi)外亦有很多資料將長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料簡(jiǎn)稱為LFT，即Long fiber reinforce thermoplastic的縮寫(xiě)。從材料定義看，LGFPP屬于LFT的一種。

長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯塑料成本分析：若單純從原材料成本考慮，每公斤塑料價(jià)格高于金屬材料;但前期模具費(fèi)用投入較少，塑料件注塑模具僅同部件鋼質(zhì)模具的50%，模壓模具僅為同部件鋼質(zhì)模具30~40%;集成周邊部件，模塊化供貨，可進(jìn)一步節(jié)省主機(jī)廠裝配等費(fèi)用、減少裝配工具、節(jié)約場(chǎng)地。 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯塑料的材料收縮率變化需要開(kāi)發(fā)新模具;同時(shí)針對(duì)長(zhǎng)玻纖特殊材料，需要采用不同于常規(guī)注塑機(jī)等加工設(shè)備。雖然，作為外購(gòu)件大部分技術(shù)攻關(guān)由一級(jí)供應(yīng)商來(lái)承擔(dān)進(jìn)行，但在主機(jī)廠需要做好長(zhǎng)玻纖材料產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中的各種技術(shù)問(wèn)題的應(yīng)對(duì)措施。復(fù)材云集

現(xiàn)在來(lái)說(shuō)說(shuō)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯塑料對(duì)汽車用材料的應(yīng)用。

長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)塑料在汽車中的應(yīng)用

前端模塊：對(duì)于汽車前端模塊，采用PP-LGF30材料，可將散熱器、喇叭、冷凝器、托架等超過(guò)10個(gè)傳統(tǒng)金屬件集成于一個(gè)整體;相比金屬件更耐腐蝕，密度小、重量減輕約30%，具有更高的設(shè)計(jì)自由度，可直接回收無(wú)需分類處理;降低了制造成本，有明顯的降本優(yōu)勢(shì)。

大眾、福特等外資品牌汽車前端模塊塑料化成功應(yīng)用多年。近年來(lái)，自主品牌車企逐步開(kāi)始進(jìn)行自主化設(shè)計(jì)與新材料應(yīng)用研究。比如，上汽主導(dǎo)的FCV-863項(xiàng)目，對(duì)前端模塊實(shí)施塑料化，減重達(dá)3.03kg。長(zhǎng)安汽車，在2011年車展并展示了款配有全塑料前端模塊的CX30緊湊型轎車，將22個(gè)金屬零部件組成一個(gè)注塑成型部件，極大地簡(jiǎn)化了CX30車型的前端結(jié)構(gòu)，使該部件減重高達(dá)40%，并且減輕了汽車總重量約4kg。長(zhǎng)安逸動(dòng)2015款塑料前端模塊原鋼件10.13kg，塑料件6kg，預(yù)計(jì)減重4.13kg，減重率41%;并將推廣應(yīng)用到C201、C206、C2X等量產(chǎn)車型上。長(zhǎng)城汽車2014年6月量產(chǎn)的最新款汽車已采用塑料前端模塊，重量減輕30%至4.7kg。江淮汽車目前也在量產(chǎn)車上推廣塑料前端模塊等產(chǎn)品。2011年，奇瑞汽車承擔(dān)的纖維增強(qiáng)塑料前端模塊開(kāi)發(fā)及其在目標(biāo)車型上集成應(yīng)用國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目，對(duì)塑料前端模塊進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，并成功應(yīng)用到量產(chǎn)車型(比如艾瑞澤7)上。復(fù)材云集

在卡車前端模塊塑料化方面，SABIC與SCANIA合作成功開(kāi)發(fā)了卡車前端框架，并形成模塊化供貨，將部件由5.15kg減重至3.29kg，減重效果達(dá)33%。

儀表板本體骨架：對(duì)于軟質(zhì)儀表板骨架材料，采用LGFPP比填充PP材料強(qiáng)度更高、彎曲模量更改，流動(dòng)性更好些，在相同強(qiáng)度下，儀表板設(shè)計(jì)厚度可減薄從而減重，一般減重效果約20%。同時(shí)，可將傳統(tǒng)的多個(gè)部件儀表盤(pán)托架發(fā)展為單個(gè)模塊。此外，儀表板前除霜風(fēng)道本體、儀表板中間骨架選材，一般與儀表板本體骨架采用同一種材料，可進(jìn)一步提升減重效果。

2011，福特翼虎及福特Kuga儀表板(采用TrexelMuCell微孔泡沫注塑成型技術(shù)和SABIC的PP-LGF20制造)，和普通注塑制造的填充聚丙烯儀表板相比，此應(yīng)用產(chǎn)品將每輛車減輕了0.45kg，生產(chǎn)時(shí)間縮短15%，成本降低3美元。目前，寶馬、奧迪等中高端軟質(zhì)儀表板骨架，大多采用長(zhǎng)玻纖塑料制造作為儀表板骨架材料。比如，2010年BMW公司7系轎車儀表板骨架通過(guò)采用長(zhǎng)玻纖塑料，儀表板成品能夠比傳統(tǒng)材料重量降低20%。同時(shí)，長(zhǎng)玻纖聚丙烯材料可與BMW公司自動(dòng)化整體發(fā)泡注塑技術(shù)相兼容;采用較少的原材料就能實(shí)現(xiàn)更高的強(qiáng)度和剛度，并且能夠使儀表板具有更優(yōu)良的性能。目前，寶馬3/5/7系、奔馳E等高端汽車儀表板骨架皆采用LGFPP材料。復(fù)材云集

合資品牌車企中，一汽大眾、上海大眾、長(zhǎng)安福特等多款量產(chǎn)車的儀表板骨架均已采用LGFPP。在自主品牌中，長(zhǎng)城高端SUV儀表板骨架PP-LGF20代替改性PP由3mm減為2.2mm，并成功批量化生產(chǎn)。比亞迪騰勢(shì)、上汽榮威550等中級(jí)以上乘用車的儀表板骨架也逐步采用LGFPP材料。

車門(mén)模塊（車門(mén)中間板骨架）

SABICSTAMAX采用長(zhǎng)玻纖聚丙烯的現(xiàn)代索納塔塑料車門(mén)模塊，獲得了美國(guó)塑料工程師協(xié)會(huì)(SPE )創(chuàng)新大獎(jiǎng)。新福特Fiesta車型前門(mén)模塊也集成了多種功能元件，諸如門(mén)鎖、車門(mén)玻璃升降器、揚(yáng)聲器、防盜裝置等。馬自達(dá)6車門(mén)內(nèi)板，一汽奔騰B70等皆采用LGFPP來(lái)制造。復(fù)材云集

換擋機(jī)構(gòu)：目前換擋機(jī)構(gòu)主要采用金屬材料和短纖維尼龍材料，現(xiàn)在國(guó)外少數(shù)車型換擋機(jī)構(gòu)骨架已嘗試采用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料替代短玻纖尼龍材料。尼龍材料容易吸水，成品件吸水率一般在0.7%以上。在高溫高濕環(huán)境下，可能存在失效的風(fēng)險(xiǎn)。若改用不易吸水的長(zhǎng)玻纖聚丙烯材料，則可避免此類問(wèn)題的發(fā)生。同時(shí)，采用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料，可起到輕量化并降低成本的優(yōu)勢(shì)。

電子油門(mén)踏板：電子油門(mén)踏板臂需要承受較大的力，因此，其選用材料需要有極好的力學(xué)性能，較好的韌性，在高低溫下材料性能不能有大的變化。目前電子油門(mén)踏板臂以玻纖增強(qiáng)PA 材料為主。泰科納材料商曾成功用長(zhǎng)玻纖塑料(牌號(hào)CelstranPP-LGF40/50)用于電子油門(mén)踏板上，擁有低氣味性且高強(qiáng)度的良好性能，比增強(qiáng)尼龍塑料的成本還低。

長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)塑也可用在座椅靠背，替代傳統(tǒng)鋼材骨架可實(shí)現(xiàn)減重20%、且優(yōu)異的設(shè)計(jì)自由度和機(jī)械性能、擴(kuò)大的乘坐空間等優(yōu)點(diǎn)。另外，長(zhǎng)玻纖塑料可以制成電池托盤(pán)、天窗框架、備胎倉(cāng)及備胎倉(cāng)蓋。福特KUGA(2010)采用PP-LGF40制成的后背門(mén)內(nèi)板。復(fù)材云集

從盛禧奧全球首創(chuàng)85％長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚合物、博祿及北歐化工推出高流動(dòng)性材料長(zhǎng)玻纖材料、塞拉尼斯LFT-PP注塑成型的前端模塊獲SPE車身外飾類別獎(jiǎng)、SABIC長(zhǎng)玻纖PP應(yīng)用于儀表盤(pán)榮獲SPE汽車創(chuàng)新獎(jiǎng)提名、以及國(guó)內(nèi)揚(yáng)子石化成功開(kāi)發(fā)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯專用料，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)塑料的品種和用途正全面在各大汽車主機(jī)廠商的新款車型里發(fā)揮著新材料改進(jìn)汽車科技的重要作用。