English
簡體中文
JEC復(fù)合材料展創(chuàng)辦于1963年，作為全球最大的復(fù)合材料展，距今已有60余年。今年德國有226家企業(yè)參展，法國和中國并列第二，各有186家企業(yè)參展，第四第五分別是美國116家和意大利103家。本次展會關(guān)注最多的復(fù)合材料行業(yè)為汽車制造、航空制造和建筑材料，展品多為汽車、航空、航天、船舶游艇、建筑材料、軌道交通、風(fēng)力發(fā)電、休閑產(chǎn)品、管道和電力等領(lǐng)域的復(fù)合材料制品、原材料、成型工藝與設(shè)備、力學(xué)性能與無損檢測設(shè)備、切割與加工裝備等。
本次展覽會上呈現(xiàn)的以熱塑性樹脂為基體的纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料發(fā)展迅猛，其應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了航空航天、汽車制造、建筑和電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。本文以此為背景，重點(diǎn)敘述熱塑性復(fù)合材料在民用航空工業(yè)、汽車工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用開發(fā)，結(jié)合全球熱塑性復(fù)合材料市場分析，對其未來市場的發(fā)展趨勢進(jìn)行了預(yù)測與展望。
01
前言
熱塑性復(fù)合材料是以熱塑性聚合物作為基體相，并與高性能增強(qiáng)材料相結(jié)合制備而得的復(fù)合材料，目前已經(jīng)在航空航天、汽車工業(yè)、海上運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)行業(yè)中起著舉足輕重的作用。熱塑性復(fù)合材料兼具高韌性、化學(xué)穩(wěn)定性和易于加工等獨(dú)特優(yōu)勢，它們在加熱時具有軟化和反復(fù)固結(jié)的能力，可滿足各類復(fù)雜零部件的高效生產(chǎn)需求，并允許其重塑和回收。
由于全球快速城市化和低碳排放目標(biāo)的提出，對輕量化產(chǎn)品的需求不斷增長，正在推動熱塑性復(fù)合材料市場增長。在JEC World 2024國際復(fù)合材料展上，33項(xiàng)入圍JEC復(fù)合材料創(chuàng)新獎決賽的成果中有超過20項(xiàng)新材料、新技術(shù)不約而同地強(qiáng)調(diào)了綠色低排放、循還可回收的未來復(fù)合材料發(fā)展模式。熱塑性復(fù)合材料深度融入于這些項(xiàng)目中，圍繞其開發(fā)的相關(guān)零部件產(chǎn)品囊括了飛行器蒙皮及艙板、汽車車門及車身結(jié)構(gòu)，并由此衍生了原位固結(jié)、反應(yīng)性拉擠成型技術(shù)等各類新興成型技術(shù)。市場需求是推動熱塑性復(fù)合材料不斷發(fā)展的根本動力，熱塑性復(fù)合材料的市場逐漸由航空航天向汽車等民用行業(yè)領(lǐng)域過渡。
02
熱塑性復(fù)合材料在航空工業(yè)的應(yīng)用開發(fā)
JEC復(fù)合材料展上呈現(xiàn)了熱塑性復(fù)合材料在民航工業(yè)領(lǐng)域的前沿應(yīng)用，法國Sogeclair Equipment公司推出了一款碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚熱塑性復(fù)合材料飛行器艙門，如圖1所示，其具有復(fù)雜的沖壓形狀，并在其制造過程中采用了先進(jìn)的熱塑性復(fù)合材料感應(yīng)焊接技術(shù)，在顯著減輕結(jié)構(gòu)重量的同時縮短了其裝配時間。
圖1 碳纖維/聚苯硫醚熱塑性復(fù)合材料航空艙門
美國Spirit AeroSystems公司利用自動鋪放技術(shù)、沖壓成型技術(shù)與感應(yīng)焊接技術(shù)開發(fā)了ASPERA熱塑性復(fù)合材料商用飛機(jī)機(jī)艙（見圖2）。通過無緊固件的組裝形式最大限度減少重量、成本和返工次數(shù)，同時結(jié)合熱塑性復(fù)合材料快速制造工藝，助力實(shí)現(xiàn)單通道商用飛機(jī)高速生產(chǎn)。所有制造過程中使用的熱塑性復(fù)合材料零部件可以在過程中返工與更換，并在其服役壽命結(jié)束時回收利用。
圖2 ASPERA焊接熱塑性復(fù)合材料演示
位于西班牙的Airbus DS - Defence & Space部門針對運(yùn)輸機(jī)外翼蒙皮罩，提出了熱塑性復(fù)合材料機(jī)翼上蓋原位固結(jié)方案，如圖3所示。該方案通過一步原位固結(jié)碳纖維增強(qiáng)PEEK熱塑性復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)低能耗加工和可循環(huán)的報(bào)廢回收。該項(xiàng)外翼蒙皮制造技術(shù)水平經(jīng)驗(yàn)證已達(dá)到TRL5成熟度，具備在相關(guān)環(huán)境下生產(chǎn)零部件原型的能力。
圖3 Airbus一次性原位固結(jié)機(jī)翼上蓋
Daher及其荷蘭子公司KVE在展會上也展示了他們?yōu)橄乱淮w機(jī)開發(fā)的最新成果，一款長度超過2米的大型扭力箱（見圖4）。熱塑性復(fù)合材料的應(yīng)用及其連接技術(shù)的發(fā)展除了減輕結(jié)構(gòu)重量，消除緊固元件，還大幅度節(jié)省了其生產(chǎn)和裝配時間，這預(yù)示著未來商用飛機(jī)的機(jī)翼部件正在向更輕、更高效、更環(huán)保方向發(fā)展。
圖4 全尺寸扭力箱（右側(cè)紅線為焊接區(qū)域）
熱塑性復(fù)合材料在飛機(jī)機(jī)身中最具代表性的應(yīng)用集成即是Clean Sky2項(xiàng)目孵化的多功能演示機(jī)身（MFFD），如圖5所示。項(xiàng)目評估了焊接熱塑性復(fù)合材料在完全集成的機(jī)身結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用可行性。圍繞熱塑性復(fù)合材料開發(fā)的自動鋪帶原位固結(jié)技術(shù)、激光原位連接與連續(xù)超聲波焊接技術(shù)為實(shí)現(xiàn)月產(chǎn)60-100架飛機(jī)，機(jī)身重量減輕10%提供了實(shí)踐驗(yàn)證。
圖5 Clean Sky項(xiàng)目多功能演示機(jī)身（MFFD）
自JEC 2019展會上Fokker公司首次展出的灣流公務(wù)機(jī)熱塑性機(jī)身面板，到近期的JEC 2024上以Daher、Hexcel、Airbus、Spirit AeroSystems、Sogeclair Equipment等公司為代表的熱塑性復(fù)合材料機(jī)身一級構(gòu)件的爭相登場，這預(yù)示著熱塑性復(fù)合材料二級構(gòu)件在民航客機(jī)中的應(yīng)用已經(jīng)成熟，未來航空結(jié)構(gòu)中熱塑性復(fù)合材料的應(yīng)用特征是逐步由二級結(jié)構(gòu)向大尺寸、復(fù)雜一級結(jié)構(gòu)過渡，其核心就是開發(fā)大型構(gòu)件的原位制造與連接技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減重并縮短制造周期。
03
熱塑性復(fù)合材料在汽車工業(yè)等民用行業(yè)的應(yīng)用開發(fā)
熱塑性復(fù)合材料在民用行業(yè)的應(yīng)用開發(fā)主要集中在在汽車工業(yè)方面，美國特拉華大學(xué)復(fù)合材料中心聯(lián)合Envalior恩驊力公司、克萊姆森大學(xué)和美國本田開發(fā)與制造公司設(shè)計(jì)了世界上第一款超輕碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料車門（見圖6），并由此入圍JEC 2024復(fù)合材料創(chuàng)新獎決賽。這一熱塑性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)相較于鋼材減重45%，零件整合率提升52%，燃油效率提升31.5%，且具備100%可再加工能力。Envalior提供的Tepex®碳纖維/聚酰胺層壓板產(chǎn)品使得部件的制造過程近似金屬沖壓過程，具有連續(xù)纖維增強(qiáng)的熱塑性Tepex預(yù)制板一方面顯著提升了制件的力學(xué)性能。同時，連續(xù)纖維織物本身具備一定的變形能力，使其在無需預(yù)鋪貼的情況下即可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀車身零部件的模壓成型，滿足其高效生產(chǎn)節(jié)拍需求。
圖6 世界上第一款超輕碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料車門
盡管如此，碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用仍然在探索材料輕量化與經(jīng)濟(jì)性兩者之間的平衡，為此Envalior、Weav3D等公司面向日益崛起的新能源汽車市場相繼開發(fā)了具有更高性價(jià)比的汽車車身結(jié)構(gòu)用GF/PA6片材產(chǎn)品。以Tepex dynalite產(chǎn)品為例，其有效助力了理想汽車L9、L8、L7車型電池底護(hù)板減重30%，如圖7所示。產(chǎn)品根據(jù)傳統(tǒng)模壓與注塑成型工藝，開發(fā)了由連續(xù)纖維與長纖維混雜增強(qiáng)的車身嵌件一體化包覆成型技術(shù)，為推廣熱塑性復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了全新的技術(shù)路線。
圖7 連續(xù)玻璃纖維與長玻璃纖維增強(qiáng)的理想汽車
車身底板部件熱塑性復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)的開發(fā)應(yīng)用也為商用車市場帶來了許多性能優(yōu)勢。德國的戴姆勒卡車股份公司聯(lián)合弗勞恩霍夫材料與系統(tǒng)微觀結(jié)構(gòu)研究所生產(chǎn)了用于卡車內(nèi)飾的儲物箱翻蓋，如圖8所示。該翻蓋由熱塑性蜂窩芯和纖維增強(qiáng)熱塑性層壓板的面板層組成，相比于金屬部件可減輕高達(dá)70%的重量，且部件具有A級表面。此外，項(xiàng)目開發(fā)過程中還測試了將結(jié)構(gòu)與金屬覆蓋層層壓在一起，也取得了進(jìn)展。該項(xiàng)熱塑性復(fù)合材料夾層成型技術(shù)被認(rèn)為適用于各種對成本和重量敏感領(lǐng)域的應(yīng)用。
圖8 熱塑性復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)儲物箱翻蓋
德國Röchling Automotive SE公司提出的反應(yīng)性熱塑性拉擠成型技術(shù)是JEC 2024復(fù)合材料創(chuàng)新獎—汽車和道路運(yùn)輸制造技術(shù)類別的最終獲獎?wù)?/span>。這項(xiàng)技術(shù)利用更廉價(jià)的原材料，通過反應(yīng)性PA6樹脂浸漬連續(xù)玻璃纖維實(shí)現(xiàn)GF/PA6型材的拉擠，降低型材的生產(chǎn)周期和成本，產(chǎn)品具有更好的經(jīng)濟(jì)效益和力學(xué)性能。同時，由于這項(xiàng)技術(shù)在拉擠過程中對聚酰胺樹脂粘度進(jìn)行了調(diào)整降低，使其可以輕松制造纖維體積分?jǐn)?shù)超過70%的熱塑性復(fù)合材料構(gòu)件（見圖9）。結(jié)合熱塑性材料可反復(fù)加工的特性，原位拉擠后的型材直接被作為半成品集成到模腔中完成最終制件的成型，并且因?yàn)榕c注塑件采用了相同體系的PA6樹脂，使得長期服役后的集成化零部件無需拆解即可整體回收。
圖9 反應(yīng)性熱塑性拉擠成型技術(shù)
德國ElringKlinger公司采用預(yù)浸料熱鋪貼技術(shù)，并基于負(fù)載路徑的設(shè)計(jì)允許將鎂、鋁或鋼制成的其他金屬部件插入到復(fù)合材料汽車結(jié)構(gòu)中承受高應(yīng)力的區(qū)域。將金屬型材的內(nèi)高壓成型和熱塑性復(fù)合材料注射成型集成在單臺設(shè)備上，解決了駕駛前端托架和前端適配器的集成制造，如圖10所示。此外，恩驊力公司、豐田汽車公司等單位均在JEC 2024上展出了其金屬/復(fù)合材料嵌件產(chǎn)品。金屬/復(fù)合材料超混雜材料也為熱塑性復(fù)合材料在汽車結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用提供了全新思路。
圖10 集成金屬嵌件的熱塑性復(fù)合材料汽車前端托架
油氣運(yùn)輸是熱塑性復(fù)合材料在民用市場開發(fā)應(yīng)用的重要組成部分。石油和天然氣行業(yè)必須以可承受的價(jià)格開發(fā)海底線纜運(yùn)輸系統(tǒng)，以滿足全球日益增長的燃料運(yùn)輸需求。Syensqo公司推出了PVDF、PPS、PEEK等熱塑性復(fù)合材料柔性管材替代金屬管的方案，如圖11所示，可滿足海上運(yùn)輸系統(tǒng)在極端溫度和高壓環(huán)境下的穩(wěn)定服役需求，具有極低的腐蝕性和滲透性。與鋼相比，熱塑性復(fù)合材料管具備輕量化優(yōu)勢，且更易于安裝，穩(wěn)定服役壽命超過20年。
圖11 熱塑性復(fù)合材料柔性管材用于海底油氣運(yùn)輸
熱塑性復(fù)合材料在民用市場的開發(fā)應(yīng)用還體現(xiàn)在體育行業(yè)。東麗碳纖維歐洲公司在JEC 2024上推出了面向體育行業(yè)的Cetex TC915 PA+預(yù)浸料，用于生產(chǎn)球拍等體育用品（見圖12）；澳大利亞陽光海岸造船公司推出了70英尺全碳纖維雙體船；Swancor和Massload共同開發(fā)了世界上第一個完全由100%回收材料制成的自行車瓶架，這款創(chuàng)新產(chǎn)品將Swancor50%的再生碳纖維與50%的再生PA6托盤混合在一起，通過注塑工藝制造，回收材料的引入使得制造過程的碳排放大幅減少97%。未來，熱塑性復(fù)合材料在體育等民用市場將持續(xù)圍繞輕量化、可回收、低碳排放的目標(biāo)持續(xù)開展應(yīng)用技術(shù)研發(fā)。
圖12 東麗碳纖維歐洲公司為HEAD開發(fā)的碳纖維原型球拍
航空工業(yè)領(lǐng)域的自動鋪放-原位成型為復(fù)雜零部件的一體化快速制造給出了解決方案，但是面向汽車工業(yè)、油氣運(yùn)輸以及體育等需要低成本、高效率生產(chǎn)的市場，這些基于連續(xù)纖維單向預(yù)浸帶的方案仍然道阻且長。長期以來，針對連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，兼具時效性與制件穩(wěn)定性的成型工藝也一直是困擾其在汽車零部件中大批量應(yīng)用的核心技術(shù)難題。本次JEC展會中恩驊力、恒瑞、摩通等企業(yè)展出的熱塑性復(fù)合材料制件表明以連續(xù)纖維織物作為增強(qiáng)體是解決上述技術(shù)難題的重要途徑，未來在汽車工業(yè)等民用市場中將會見到更多連續(xù)纖維織物增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料大型構(gòu)件的問世。除了復(fù)合材料增強(qiáng)體材料形式的變化，面向熱塑性復(fù)合材料及其混雜復(fù)合材料，提出高效、低成本的成型技術(shù)是推廣其應(yīng)用的關(guān)鍵，而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的技術(shù)途徑需要結(jié)合傳統(tǒng)成型工藝，開發(fā)復(fù)合成型技術(shù)，以適應(yīng)高度集成化的復(fù)雜零部件生產(chǎn)需求。
04
熱塑性復(fù)合材料市場發(fā)展趨勢
4.1 全球熱塑性復(fù)合材料市場分析
根據(jù)美國Market Research Future、Straits Research等機(jī)構(gòu)的市場分析報(bào)告（見圖13），2021年基于消費(fèi)量的全球熱塑性復(fù)合材料市場規(guī)模已達(dá)6841.5千噸（160.2億美元），預(yù)計(jì)熱塑性復(fù)合材料行業(yè)將從2022年的7318.9千噸增長到2031年的14123.6千噸，復(fù)合年增長率（CAGR）超過6.2%。
區(qū)域分析結(jié)果顯示，亞太地區(qū)熱塑性復(fù)合材料市場占全球份額的41.93%，中國作為全球最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)國占據(jù)了主要份額，應(yīng)用市場主要為智能電器及電子產(chǎn)品。由于對可持續(xù)產(chǎn)品的需求不斷增長，加之汽車和飛機(jī)部件對熱塑性復(fù)合材料依賴性的提升，歐洲熱塑性復(fù)合材料市場占據(jù)26.32%的市場份額，德國在其中占有最大份額，法國熱塑性復(fù)合材料市場是歐洲地區(qū)增長最快的市場。北美地區(qū)的汽車和航空航天投資不斷增加，其熱塑性復(fù)合材料市場占據(jù)全球第三大市場份額。此外，玻璃纖維熱塑性復(fù)合材料將以6.22%的復(fù)合年增長率增長，在各類纖維增強(qiáng)體中保持領(lǐng)先優(yōu)勢；在熱塑性樹脂方面，聚醚醚酮（PEEK）的復(fù)合年增長率最高，將達(dá)到6.12%，預(yù)示著高端熱塑性復(fù)合材料正逐步發(fā)力并快速崛起。
目前，全球熱塑性復(fù)合材料市場參與者正在研發(fā)上投入大量資金以增加其產(chǎn)品線，形成以巴斯夫、塞拉尼斯、恩驊力（朗盛與帝斯曼合并）、沙特基礎(chǔ)工業(yè)公司、杜邦、東麗、帝人、三菱、阿科瑪、西格里等公司為主導(dǎo)的競爭格局。
圖13 熱塑性復(fù)合材料市場發(fā)展預(yù)測
4.2 熱塑性復(fù)合材料在航空市場的發(fā)展趨勢
2012年，熱塑性復(fù)合材料被首次利用于制造灣流G650飛機(jī)升降舵及垂直尾舵等關(guān)鍵控制面，目前已超過600架灣流G650飛機(jī)在美國威斯康星州的阿普爾頓內(nèi)裝工廠完成交付。熱塑性復(fù)合材料在航空工業(yè)中的應(yīng)用正在成為其增長的關(guān)鍵動力。根據(jù)spirit航空系統(tǒng)公司的預(yù)測，除了傳統(tǒng)飛機(jī)，無人駕駛飛機(jī)和城市空中交通將成為其應(yīng)用增長的兩個關(guān)鍵領(lǐng)域。無人駕駛飛機(jī)與城市空中交通在制造和生產(chǎn)飛機(jī)的方式上需要考量成本效益，兩個領(lǐng)域都需要輕量化、高性能且低成本的飛機(jī)，并且這些飛機(jī)部件需易于生產(chǎn)且非常耐用。
截至2020年，空客與波音的積壓訂單已經(jīng)分別達(dá)到7198架與5745架，而伴隨全球航空業(yè)在疫情期間受到的重創(chuàng)，空客公司的積壓訂單已經(jīng)突破8000架。飛機(jī)行業(yè)預(yù)測，到2040年，全球航空公司將需要超過35000架新飛機(jī)，平均每年超過2000架，結(jié)合現(xiàn)有商用飛機(jī)每年約1000架的交付能力，滿足這種市場水平迫切需要新方法和新技術(shù)。先進(jìn)熱塑性復(fù)合材料具有重量輕、保質(zhì)期長、吸濕性低、熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)性好、韌性和損傷容限高、耐溶劑性、介電常數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)。憑借這些優(yōu)勢特性，先進(jìn)熱塑性復(fù)合材料有望加快飛機(jī)零件開發(fā)速度并顯著縮短飛機(jī)制造周期。
盡管熱塑性復(fù)合材料在加熱到熱塑性基體的熔點(diǎn)以上，無需分子結(jié)構(gòu)級別的聚合物交聯(lián)，只需要冷卻固結(jié)即可完成制件生產(chǎn)，但是想要獲得滿足航空市場所需的熱塑性復(fù)合材料制件質(zhì)量與生產(chǎn)效率，還需要突破相關(guān)技術(shù)。
首先，航空級的熱塑性預(yù)浸帶孔隙率已經(jīng)非常低，普遍＜0.5%，但針對飛機(jī)關(guān)鍵控制面，為了降低自動鋪帶后制件的孔隙率，通常的做法是將部件放入熱壓罐中以確保完全固結(jié)與安全性。熱壓罐工藝的使用降低了熱塑性復(fù)合材料的生產(chǎn)效率與價(jià)格優(yōu)勢。其次，熱塑性復(fù)合材料的焊接技術(shù)很早便通過了美國聯(lián)邦航空局（FAA）認(rèn)證，并在空客A300系列的前緣結(jié)構(gòu)中得到普遍應(yīng)用。一旦大尺寸飛機(jī)部件的原位固結(jié)技術(shù)成熟，必須找到與之匹配的部件裝配技術(shù)，由此將帶來一系列熱塑性復(fù)合材料與金屬、熱固性復(fù)合材料部件的連接問題。因此，正如JEC 2024所呈現(xiàn)的，突破自動鋪帶過程的原位固結(jié)技術(shù)，獲得滿足航空市場所需的熱塑性復(fù)合材料制件質(zhì)量，發(fā)揮熱塑性復(fù)合材料可焊接的優(yōu)勢特性開發(fā)連續(xù)化、自動化連接技術(shù)，將成為推動熱塑性復(fù)合材料在航空領(lǐng)域中應(yīng)用的關(guān)鍵。
4.3熱塑性復(fù)合材料在汽車等民用市場的發(fā)展趨勢
熱塑性復(fù)合材料輕量化部件在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用可以降低二氧化碳的排放量并提升整車的燃油經(jīng)濟(jì)性，顯著改善車輛的長期駕駛穩(wěn)定性。根據(jù)歐洲鋁協(xié)數(shù)據(jù)，當(dāng)汽車質(zhì)量降低10%時，能源使用效率將提高6%~8%，百公里排放污染物降低10%；而對于新能源汽車，100kg的質(zhì)量減小相應(yīng)可以增加其續(xù)航能力約6%~11%。汽車行業(yè)對輕量化產(chǎn)品的日益關(guān)注是推動熱塑性復(fù)合材料全球市場增長的主要因素。我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)在《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》的指導(dǎo)下，積極應(yīng)對整車輕量化挑戰(zhàn)。目標(biāo)到2035年燃油乘用車整車輕量化系數(shù)降低25%，純電動乘用車整車輕量化系數(shù)降低35%。
根據(jù)國家知識產(chǎn)權(quán)局公開信息，在2020年之前，熱塑性復(fù)合材料專利布局技術(shù)層面主要聚焦熱塑性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與成型方法，應(yīng)用方面多為汽車內(nèi)飾、隔音材料，發(fā)動機(jī)和傳動軸等耐熱結(jié)構(gòu)件；在2020年之后，除了上述技術(shù)和應(yīng)用外，新能源汽車相關(guān)的專利布局被廣泛關(guān)注，熱塑性復(fù)合材料裝備以及增材制造工藝也較為突出。目前，熱塑性復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)完成了由內(nèi)外飾件向結(jié)構(gòu)件的過渡，并作為汽車重要的組成部分，對其安全性、性能等方面產(chǎn)生重要的影響，典型的應(yīng)用案例如車門、引擎蓋下部件、車頂部件、車門模塊、前端模塊、電池盒、底護(hù)板等，廣泛提升了熱塑性復(fù)合材料的市場需求。
面向日益增長的汽車工業(yè)復(fù)合材料市場，想要拓寬熱塑性復(fù)合材料在汽車制造中的應(yīng)用仍存在技術(shù)難點(diǎn)。首先，面向汽車關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的承載需求，采用連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料替代輕質(zhì)GMT以及各類短纖維、長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料勢在必行，但是其制造過程的廢品率高，回收后的纖維無法繼續(xù)作為連續(xù)纖維使用。其次，熱塑性聚合物基體的相容性相比于熱固性聚合物較差，使用其制造的內(nèi)外飾件、結(jié)構(gòu)件與金屬車身的連接問題是制約其應(yīng)用的又一關(guān)鍵問題，顯著影響汽車的質(zhì)量和安全性。最后，為了獲得汽車行業(yè)認(rèn)可的A級表面，熱塑性復(fù)合材料內(nèi)外飾件還需解決車漆的附著問題，對制造過程的清潔無塵提出了更高要求。結(jié)合JEC 2024所呈現(xiàn)的前沿技術(shù)，通過原材料與成型裝備的合理設(shè)計(jì)，面向具體部件研發(fā)連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料半成品模壓片材以及與之配套的經(jīng)濟(jì)效益更高的成型技術(shù)，將有助于實(shí)現(xiàn)降本增效，提升生產(chǎn)效率與材料利用率；而克服熱塑性復(fù)合材料連接與車漆涂裝難題的核心是提出新的界面處理技術(shù)，隨著等離子處理、激光處理等表界面技術(shù)的研發(fā)愈加深入，熱塑性復(fù)合材料在汽車市場的應(yīng)用也將愈加成熟與廣泛。
來源：東華經(jīng)緯新材料研究院