近日,装载着LFT-D模压生产线设备的汽车缓缓驶进美尔佳二期厂房,标志着总投资12亿元的山东美尔佳年产10万吨长纤维增强热塑性复合材料项目进入设备安装阶段,预计8月15日安装结束。
美尔佳年产10万吨长纤维增强热塑性复合材料项目采用国内首条具有自主知识产权的海源全自动长纤维增强热塑性复合材料(LFT-D)模压生产线。该生产线技术应用领域广泛,成本优势明显,可在线调整材料组成,真正实现连续化生产。而且在生产过程中可以实现玻璃纤维长度调整,从而应对多种类零部件生产。整个过程为一次性加热,成本降低,提高了制品强度。废料回收也更加容易,完全符合公司安全、领先、可循环的产业定位。产品广泛应用于汽车工业、建筑和民用及海洋开发的多个领域。真正使上述行业实现轻量化、节能减排、环保、安全、回收利用及循环经济的目的。
项目投资达产后将实现销售收入30亿元,使公司的产业结构更加合理,科技实力、综合竞争优势更加显著,并将为带动区域经济发展发挥重要的促进作用。
关于兖州创佳玻璃纤维制品有限公司(山东美尔佳复合材料有限公司):
是集研发、生产、销售以玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维及其制品和玻璃钢复合材料、聚丙烯、聚乙烯、各种管材为一体的民营高科技企业,年产各种材料制品60000吨。2005年4月通过了ISO9001:2008质量管理体系认证,2011年7月通过了ISO14001:2004环境管理体系认证,中国玻璃纤维工业协会理事单位,中国玻纤深加工10强企业之一。2012年10月山东美尔佳复合材料公司顺利通过ISO9001:2000质量管理体系和ISO14001:2004环境管理体系双认证,并取得“国家煤安证”、山东省卫生厅卫生许可证、山东省质监局生产许可证等资质证书。
随着国家产业结构的调整和新材料的广泛应用,创佳集团公司迈上了以无机非金属材料为重点,以玻纤、玄武岩、碳纤维深加工和玻璃钢复合材料、新型管材为导向,以高新技术改造传统产业,全面提升企业竞争力的新型发展模式,形成了“技术研发中心-纤维分厂-织物及后处理分厂-绝缘材料分厂-玻璃钢复合材料分厂-营销公司”一条龙运作体系。公司产品有:中(无)碱增强连续玻纤纱;玻璃纤维耐碱涂覆网格布,中无碱玻璃纤维布;粉剂、乳剂各种玻璃纤维短切毡、缝边毡、复合毡;玻璃纤维绝缘套管,绝缘编织带;玄武岩纤维、碳纤维制品;PP-R管材、管件;PE管材、管件;燃气管道,玻璃钢夹砂管道;玻璃钢板材、SMC片材、BMC片材等系列产品。产品畅销全国各地及欧美和东南亚等国家和地区。
关于LFT-D技术:
LFT-D是长纤维增强热望性塑料直接在线成型,主要有长纤维增强热望性塑料直接在线模压成型(LFT-D-CM)和长纤 维增强热望性塑料直接在线注射成型(LFT-D-IM)两种。LFT-D技术的创新主要体现在2个方面,一个就是长L(long),一个是直接成型 D(direct)。在纤维增强复合材料中,纤维主要起承载作用,而基体树脂主要承担应力传递作用。纤维长度的增加,提高复合材料的强度,所以LFT-D 技术可以应用于汽车上的一些受力的零部件。LFT-D技术的另一个创新点是直接成型(D),传统的热望性复合材料成型过程中先将玻璃纤维与基体树脂进行复 合制成粒料或板材半成品,而LFT-D技术把传统纤维增强复合材料成型方法的中间半成品生产过程省略。这样,带来了一系列优势:
1、节约了半成品制造商的生产成本和物流,以及半成品制造商的生产能耗。
2、聚合物只经过一次加热过程,减少加热对聚合物性能的影响。
3、可以快速调整配方及玻璃纤维含量。
4、可在线进行回收废料。
根据欧洲统计LFT-D产品80%为汽车零部件,主要产品有前端模块、脚踏板、仪表板骨架、座椅骨架、门模块、底部护板等。
LFT-D技术制造的复合材料汽车零部件具有以下优势:轻量化效果好。成型的热塑性复合材料比重只有1.1左右,而且在设计零部件时可以进行合理设计, 根据零部件的受力情况,把材料设计成各向异性,把受力大的方向设计成高强度,受力小的方向可以降低其强度,从而达到充分利用材料,起到减重的最大效果。如 LFT-D前端模块与传统的金属材料比可以实现减重30—50%。
对零部件进行集成,实现模块化。LFT-D技术可以成型各种较为复杂造型的 产品。因此,在设计复合材料汽车零部件时可以对把多个传统部件集成在一起,形成模块化。脚踏板以前采用金属和塑料件,包括螺栓、螺母在内该产品共有43个 件;采用LFT-D技术,设计成一个部件,进行一次成型,达到减少生产工序,降低生产成本,减轻重量的目的。
生产效率高,成本低。LFT- D技术是采用纤维增强热塑性复合材料,成型过程是个物理过程,材料在模具中通过压力挤压充满模具型腔,并进行冷却成型,没有化学反应过程,成型周期短,最 低可以快到30秒,生产效率高,与传统的热塑性复合材料相比,省去了半成品的生产过程,节约了半成品的生产成本和物流成本,使零部件的成本降低。
环保可回收。LFT-D技术采用的原材料是热望性材料,零部件达到使用寿命后可以进行回收,重新使用,不会对环境造成污染。
安全性好。LFT-D零部件的破坏不会象传统材料那样突然发生。LFT-D零部件的破坏经历部分纤维断裂、应力在其它纤维间进行重新分布,逐步发展到纤 维与基体材料之间的界面损伤、基体材料开裂、纤维完全断裂等一系列过程,产品不断吸收能量,延滞了灾难性破坏的突然发生。
目前LFT-D技术采用增强材料主要是玻璃纤维,少量采用天然纤维,基体树脂以PP为主,少量采用PA等。我国目前现在LFT-D生产线及装 备有10多条,其中引进设备有4条,最为先进的是上海耀华大中新材料公司引进的德国Dieffenbacher公司LFT-D全自动模压生产线,另外还有 一条德国Copperian公司LFT-D注射成型生产线和2台德国Coppefian公司LFT-D挤出机。现在国内一些设备企业也在开发生产LFT- D生产线,其中有的企业生产线已实现销售。
LFT-D技术发展趋势:
1、发展速度将会越来越快,LFT-D技术对汽车的轻量化起到积极的作用。另一方面,由于国内设备企业开始LFT-D生产线的开发与生产,必将使生产线成本及售价大幅下降,发展速度将会不断加快。
2、LFT-D与单向织物板材复合成型技术将会进一步发展,充分发挥复合材料各ymk异性特点,单纯的LFT-D技术生产的产品基本接近各向同性,但很 多产品受力各个方向上是有区别的,为了减少材料浪费,充分发挥复合材料的特点,LFT-D在成型过程中可以铺设单向连续纤维或织物,以提高该方向的承载能 力。
3、可视外观件的应用将会越来越多,目前LFT-D技术主要应用于汽车的一些功能件、结构件的生产,在外观件上使用技术只有欧美少数公司掌握,如何提高产品的外观质量,达到可视效果是今后的研究和发展方向。
4、原材料将会朝多样化发展,LFT-D技术是采用长纤维增强热望性树脂基体而形成的复合材料,如今市场化的产品主要是玻璃纤维增强PP,有些研究机构也在研究天然纤维和碳纤维增强,基体树脂有PA、ABS、PET等,相信随着研究成果的应用,LFT-D技术中采用的原材料将出现多样化,根据产品的不同要求,设计空间会更大,更能充分地体现复合材料的特点和优越性。
1989年,LFT-D由美国CP提出,并于1991年实现商业化生产,由于LFT-D技术的一些优势,LFT-D应用不断增长,LFT-D技术水平也在不断提升,尤其在2003年以后LFT-D技术应用呈现快速增长态势。