LFT的幾種主要材料
近些年來,LFT材料的性能和成型加工工藝都有了很多新的進展:應用較為普及的材料大致可以歸納為三大類――GMT、LFT-G和LFT-D;較為成熟的成型技術有壓塑成型和注塑成型,其中GMT材料為壓塑成型,而LFT-G和LFT-D既可以壓塑成型,也可以注塑成型,這需要根據制品的具體技術要求、成本、產量規模等因素進行選擇。
1、 GMT
在20世紀70年代,GMT首先在歐洲得到廣泛應用,而進入80年代后期,GMT片材及其制品已成為國際上極為活躍的復合材料制品之一。GMT片材是指以連續玻璃纖維氈或短切玻纖氈和熱塑性樹脂(大多是PP樹脂)復合而成的一種片狀模塑料,通常是兩層玻璃纖維氈復合三層熱塑性樹脂薄膜層。采用不同類型的玻璃纖維氈和不同品種的熱塑性樹脂做基體,就可以得到多種多樣的GMT材料。
GMT復合材料制品的生產需要兩個成熟的加工技術:片材(預浸漬)的成型和制品的壓塑成型。制品的壓塑成型需要通過片材的再次裁割、預熱、模壓、脫模一系列工藝過程才能完成加工。
GMT產品具有很多優異的性能,如耐化學性好,強度/重量比大,在高、低溫環境中的抗沖擊性能優良等。GMT的最大單項用途是汽車前端模塊框架,其次為座椅骨架、吸能內保險杠等。
2、LFT-G
LFT-G是短玻纖熱塑性顆粒材料(FRTP)技術創新的成果。早期的FRTP粒料長度雖然可達5~6mm,但經過混煉、切粒、塑化、注塑等工藝流程后,在制品中纖維的最終長度往往小于1mm,僅能作為填充劑增加制品的剛性,而對拉伸強度、抗沖擊性能的提高十分有限。因此,在當時FRTP并非主流的復合材料。
為充分發揮注塑成型生產效率高、成本低的優勢,努力將斷纖程度降至最低,20世紀80年代初LFT-G誕生。LFT-G制品生產的工藝與GMT相似,也需要兩個成熟的工藝,即長顆粒的成型和制品的注塑成型或壓塑成型。
LFT-G粒料的直徑大約為3mm,長度有12mm和25mm兩種,其中12mm左右長度的粒料主要用于注塑成型,而25mm左右長度的粒料主要用于壓塑成型。在LFT-G粒料注塑成型過程中,盡管注塑成型機經過很多改良,但限于注塑工藝原因,在最后的制成品中纖維只能達到3.2~6.4mm。雖然這個長度比FRTP注塑成型的纖維長,產品的抗沖擊性能也明顯提高,但是比LFT-D注塑或者壓塑成型的纖維要短,強度和抗沖擊性也比LFT-D差。下圖為用LFT-G生產的2004起亞 Cerato混合結構前端框架。