1 Overview

1.1 Introduction

LFT-D is short for Long Fiber Reinforce Thermoplastic In Direct Processing.


1.2 Process Characteristics

Compared with GMT and LDT-G, which rely on semi-finished plates or granules, LDT-D technology directly uses polymer masterbatch and glass fiber for daily production, which eliminates the intermediate process of plate making or granuleting, reduces cost and makes the selection of raw materials more convenient and practical.

Полимерная гранула может быть быстро отрегулирована и преобразована в соответствии со спросом на продукт и неблагоприятными условиями производства. Волокно, используемое для армирования, может быть изменено в зависимости от механических свойств. Для некоторых специальных физических свойств и некоторых специальных характеристик, предлагаемых производителем транспортного средства, таких как термическая стабильность, огнестойкость, тепловое старение, окрашивание, устойчивость к водопоглощению и т. д. Характеристики конечного продукта могут быть улучшены путем добавления других модифицирующих добавок непосредственно в линия. Производственный процесс LFT-D уникален по составу материала и может быть адаптирован к требованиям к характеристикам подавляющего большинства компонентов.


1.3 Технологический процесс

Типичный процесс LFT-D включает подачу полимерных гранул и добавок в узел дозирования и подачи, который изначально запрограммирован на обеспечение подачи в заданных пропорциях. Пропорционально отмеренный материал поступает в двухшнековый экструдер для пластификации и смешивания, а расплавленный полимер проходит через тонкопленочную головку, образуя полимерную пленку, похожую на водопад, прямо в отверстие двухшнекового экструдера. Стекловолокно вводится в верхнюю часть полимерной пленки через специально сконструированную продольную раму после процедур предварительного нагрева, диспергирования и т. д., и пленка объединяется в двухшнековый экструдер второй ступени, где стекловолокно пропитывается. нарезать и смешать, чтобы сформировать непрерывный блок материала, который разрезается режущим инструментом в передней части двухшнекового экструдера для смешивания стекловолокна и пластика в блок материала в соответствии с областью формования продукта. Конвейерная лента передает его в соответствующее место, а затем отправляет в форму для низкотемпературного формования. Весь процесс обычно занимает от 30 до 50 секунд, что дает большое преимущество в стоимости обработки по сравнению с типом GMT.


2. Особенности и преимущества LFT-D

2.1 Эксплуатационные характеристики

(1) Легкий вес и высокая прочность. Плотность LFT составляет около 1,1 г / см, только 1/5 ~ 1/7 стали, прочность на растяжение 50 ~ 120 МПа, прочность на изгиб 90 ~ 120 МПа;

(2) Тепловые характеристики.

Общая температура использования пластика составляет 50 ~ 100 ° C, использование армированного стекловолокном может быть увеличено до более чем 100 ° C.

Некоторые специальные LFT могут использоваться при температурах выше 200 ° C; Коэффициент линейного набухания на 25–50% ниже, чем у неармированного пластика, теплопроводность составляет от 0,3 до 0,36 Вт/(м·К), а термореактивный композитный материал очень похож.

(3) химическая коррозионная стойкость. Это свойство в основном определяется свойствами материалов подложки. Существует много видов термопластичных смол, каждая из которых имеет свои антикоррозионные характеристики. Следовательно, смолы подложки могут быть оптимизированы в соответствии с условиями среды и среды LFT.

(4) Хорошие диэлектрические свойства. LFT не отражает радиоволны и хорошо работает в микроволнах. Добавление проводящего материала к LFT может улучшить его проводимость и предотвратить статическое электричество.

Как новая технология, одновременно конкурирующая с GMT, продукты LFT-D можно сравнить с превосходной производительностью приложений, обеспечиваемой GMT в значительной степени.

Основным преимуществом продукции GMT является ее превосходная ударопрочность, тогда как преимущество продукции LDT-D заключается в том, что она обладает хорошей ударной вязкостью и может удовлетворить фактический рыночный спрос по более низкой цене.

Было показано, что механические свойства продуктов LFT, особенно ударная вязкость консольной балки, могут быть значительно улучшены путем надлежащего добавления армирующего тканого материала в исходную полимерную маточную смесь.



2.2 Экономические преимущества

(1) Прямой онлайн-режим производства сырья значительно снижает стоимость продукции и позволяет избежать более высоких закупок и связанных с ними затрат на логистику и складирование полуфабрикатов;

(2) Поскольку сырье, необходимое для производства, закупается напрямую, быстрая смена сырья может компенсировать проблемы длительного цикла и высоких управленческих затрат, вызванных покупкой полуфабрикатов, и косвенно снизить себестоимость продукции. ;

(3) Расход сырья в процессе переработки ниже стартового расхода, что решает проблему потерь сырья на начальном этапе прессования;

(4) Остаточная температура пластифицированного материала используется для непосредственного формования, что исключает потери энергии, связанные с вторичным нагревом пластин-заготовок. Весь производственный процесс контролируется программой, а производственная линия работает автоматически, что значительно снижает общее потребление энергии;

(5) Термопластичный материал LFT представляет собой перерабатываемый пластик, производственная линия LFT может перерабатывать переработанный материал в режиме онлайн, защищать окружающую среду, но также приносит отличные экономические выгоды (6) сокращает

большое количество ручных операций, затраты на рабочую силу значительно снижаются.



2.3 Технические преимущества

(1) Регулировка формулы более гибкая и разнообразная. Только путем соответствующей настройки оборудования производственной линии ЛДТ-Д можно использовать различные полимерные гранулы, такие как ПП, ПА6, ПЭТ, АБС и ПК. Кроме того, соотношение сырья может быть быстро отрегулировано на месте в соответствии с особыми требованиями различных продуктов;

(2) Являясь важным компонентом для обеспечения механических свойств композитных материалов, технология непрерывного регулируемого формования значительно оптимизирует характеристики изделий;

(3) Конечный продукт сохраняет длину стекловолокна более 20 мм, что решает проблему низкой механической прочности, вызванной слишком короткой длиной стекловолокна при массовом быстром производстве (4) Превосходный процесс смешивания, может гарантировать, что стекловолокно

и пластик полностью перемешаны, даже в ребро могут обеспечить равномерное распределение волокон;

(4) Превосходный процесс смешивания, может гарантировать, что стекловолокно и пластик полностью смешаны, даже в ребре, может обеспечить равномерное распределение волокна;

(5) превосходная текучесть, значительно улучшающая качество поверхности изделий;

(6) Высокая степень автоматизации оборудования LFT-D обеспечивает качество и стабильность продукции.



3 Области применения

3.1 Область применения

В настоящее время основной областью применения производственной технологии LFT-D по-прежнему является автомобилестроение.

В процессе облегчения автомобиля, при условии обеспечения безопасности автомобиля, обычная эффективность использования топлива может быть увеличена на 6–8% на каждые 10% снижения веса автомобиля. Замена металлических материалов композиционными стала основной тенденцией развития промышленности. Являясь ведущей легкой технологией в автомобильной промышленности, термопластичный композит LFT-D применяется на многих известных автомобильных заводах. В настоящее время детали с более зрелым производственным режимом включают передний модуль, кронштейн бампера, каркас приборной панели, каркас сиденья, защитную пластину днища, кронштейн внутренней отделки, крышку колеса, лоток аккумуляторной батареи, крышку служебного ящика, заднюю дверь хэтчбека, ящик для запасного колеса. и т. д.



3.2 Пример применения:

Интеллектуальная производственная линия LFT-D из термопластичных композитных материалов, армированных длинным волокном, в основном используется для производства: переднего концевого модуля, балки бампера, каркаса приборной панели, кронштейна аккумулятора, отсека для шин, рамы сиденья, педали и всей нижней пластины, капота двигателя, багажа

. стойка, запасная плацента, крыло, лезвие Fengkang, нижняя

пластина двигателя, рама обивки крыши автомобиля, упаковочная продукция, поддоны, военные детали, спортивный инвентарь, электронные приборы и другие детали.


3.2.1 Нижняя защитная пластина/нижняя дефлекторная пластина

На начальном этапе к белому кузову автомобиля прикрепляли защитную пластину днища для защиты важных компонентов. Позже, в конце 1980-х - начале 1990-х годов, Германия сформулировала очень строгий закон о защите от автомобильного шума, который превратился в большую пластину, покрывающую все шасси. С развитием нижней защитной пластины ее форма из простой плоской пластины стала более сложной, а ее функции стали сочетать в себе звукопоглощение, теплоизоляцию, коррозионную стойкость, высокую жесткость, высокую ударную вязкость и другие свойства. Материалы эволюционировали от стали и алюминия до GMT. До конца 1990-х производилась технология прямого смешивания LFT-D с более низкой стоимостью и более гибкими методами формования. Некоторые производители начали использовать легкий и высокопрочный термопласт LWRT с сильно расширенными волокнами, который имеет меньшую прочность, чем традиционный GMT, но более высокую удельную жесткость и отличные характеристики звукопоглощения. Производство и применение автомобильной нижней защитной пластины было относительно зрелым, и она используется в электромобилях Volkswagen Tiguan, SAIC Roewe 350, 550, 750 и SAIC E50.



3.2.2 Передний модуль

В традиционных автомобильных передних модулях детали из листового металла отправляются на автомобильный завод десятками поставщиков деталей, а затем выполняется окончательная сборка. Из-за тяжелых передних модулей эффективность сборки и скорость производства на линии окончательной сборки очень важны. Новой моделью поставок является использование технологии LFT и модульной модели производства таких компонентов, как освещение, охлаждение и амортизация, которые заранее собираются в модули переднего плана, а затем отправляются OEM-производителям.



3.2.3 Каркас сиденья

Путем моделирования и оптимизации компоновки модели каркаса металлического сиденья в профессиональном программном обеспечении для анализа форма деталей может быть настроена для производства в процессе LDT-D. Локальное усиление может быть выполнено путем добавления в сборку вставок для защиты плавности хода, предотвращения смещения в случае аварии и оптимизации пластичности и деформационной способности LFT и локального непрерывного усиления во время удара. LFT может заменить снижение веса стали более чем на 40% и может обеспечить высокую степень интеграции функций для достижения функциональной интеграции. Каркас сиденья Great Wall Automobile Haver H5 изготовлен по технологии LFT-D.



4. Состояние рынка и перспективы развития

4.1 Внутреннее и международное развитие

В настоящее время в Европе из-за более высоких затрат на рабочую силу и стандартов защиты окружающей среды, чем в других регионах, таких как США и Азия, а также относительно концентрированных производителей автомобильных композитных деталей с большим выпуском одного продукта поставщики автомобильных композитных деталей чаще используют технологии производства пеллет LDT-D, в то время как в других регионах, таких как США, они, скорее всего, будут использовать технологию производства пеллет LDT-G. В основном из-за системы закупки деталей производители разбросаны по всему миру, выпуск одного продукта невелик, цель относительно разбросана, поэтому более подходящим является использование технологии производства LFT-G.

За последние два года на европейском и американском рынках введено в эксплуатацию более 30 производственных линий LDT-D. Япония и Южная Корея также представят оборудование LDT-D в ближайшие несколько лет. Быстрый и эффективный режим производства значительно снизит стоимость этих производителей автозапчастей.

Исследования и разработки материалов LFT начались в конце 1980-х и начале 1990-х годов, что было примерно в то же время, что и в Европе и Америке. В настоящее время некоторые предприятия изначально сформировали продукты LFT с независимыми правами интеллектуальной собственности и имеют определенную производственную мощность.




4.2 Возможности модульного производства автозапчастей

Так называемое модульное производство автозапчастей относится к части или компоненту в качестве центра, окружающих частей вместе, посредством обработки литьем, что может значительно снизить производственные затраты и инструменты для проверки пресс-форм.

Исследования, проведенные компанией Ford, показывают, что использование композитных материалов в автомобилестроении может сократить количество деталей до 80–90 процентов по сравнению с исходными, стоимость изготовления снизится на 60 процентов по сравнению с металлическими материалами, а стоимость склеивания будет меньше. на 25-40% меньше, чем при сварке.

BASF работает над новой идеей по интеграции бака для хранения автомобильного масла, постоянного фильтра и масляного насоса в днище автомобиля. Модуль изготовлен из 35% армированного стекловолокном PA66. Узел трансмиссии серии BMW изготовлен из 35% армированного стекловолокном PA66 производства Bayer. Это не только экономит драгоценное пространство в корпусе двигателя, но и сокращает процесс формовки.

Компания TecAir из Иллинойса производит пятифунтовый вентилятор охлаждения двигателя длиной 22 дюйма из нейлона с высокой пропускной способностью, который сочетает в себе крыльчатку вентилятора с другими компонентами воздухозаборника и уже используется в модели GM.

Mercedes Benz использует термопластик, армированный стекловолокном, вместо алюминия для изготовления крышек порогов трех моделей легких грузовиков: Atego, Vario и Unimog. Крышка изготовлена ​​из нейлоновой смолы Zyte170G35HSLRA4 компании DuPont Automotive, усиленной 35% стекловолокном. Он объединяет маслоотделитель и крышку, что значительно снижает шум двигателя.

Являясь новой силой в области композитных материалов, технология LFT-D обладает такими преимуществами, как удобство проектирования, высокая эффективность, низкая стоимость и широкий выбор материалов, которые в значительной степени удовлетворяют потребности модульного производства в процессе производства автомобилей и станут новая сила, которую нельзя игнорировать в автомобильной промышленности.



4.3 Обзор рынка

За последние десятилетия LFT D превратился в производственный режим с передовыми технологиями. В отечественном автомобилестроении компания LFT постепенно продвигалась к продуктам со сложной конструкцией и специальными функциями. Кроме того, LFT также начал заменять некоторые традиционные процессы во многих областях, помимо автомобилестроения, и развитие рынка достигло начального прогресса.

В 2010 году на его долю приходилось 9% от общего потребления LFT после Европы, Северной Америки и Японии. Однако к 2011 году он превзошел Японию, на которую, по словам Таунсенда, приходится 11% текущего потребления. Учитывая, что в период с 2006 по 2011 год производство LFT-материала росло на 12% в год, что как минимум в три раза превышает темпы роста ВВП, эта технология прямого формования термопласта, армированного длинным волокном, представляет собой очень привлекательную возможность как в автомобильном, так и в неавтомобильном секторах.

Технология LFT-D постепенно развивается в направлении высокой производительности, низкой стоимости, модульности, легкости и стандартизации и будет играть большую роль в энергосбережении, сокращении выбросов и экологически чистой автомобильной промышленности.