“降本”幾乎是今年以來各行各業(yè)高度關注的話題。對于汽車零部件加工制造來說，通過材料的研發(fā)實現(xiàn)集成化設計，減少部件與工序，是降本增效的有效途徑之一。

近期，不少企業(yè)推出新款復合材料，助力車用塑料部件加工降本提質。

一體成型的熱塑性復合材料

三菱化學集團開發(fā)的具有可回收性的功能選擇性熱塑性復合材料GMT，可通過一體化成型減少部件數量并簡化裝配過程。還有高性能工程塑料DURABIO，通過著色具有良好的可著色性以及具有抗刮擦性。它可以省略噴漆等二次加工，有助于減少生產過程中的二氧化碳。此外，還可以解決VOC的排放等環(huán)境問題。

此外，三菱化學集團還推出熱塑性復合材料（ FRTP），該原材料具備阻燃性、可加工性能指標高和可回收性，可用于蓄電池外殼。

采用三菱GMT材料一體成型的汽車部件。

電動汽車底板組件一步壓塑成型

朗盛品旗下的連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料Tepex dynalite（CFRTP）是可用于高效和機械穩(wěn)定的車底板組件的輕質材料。近期，該材料已應用于理想L9和理想L8兩款插電式混合動力SUV的面板。

汽車的面板需要面對嚴苛的要求，尤其是使用在保護油箱或電池的車底板組件，需要具備較高的抗穿透性、較強的能量吸收能力。

朗盛Tepex復合材料比類似的鋼結構設計輕30%左右。與純DLFT等其他材料相比，Tepex增強材料使車底板組件更堅固，硬度更高，能量吸收能力更強。理想L9和L8的大尺寸面板均由堅固的熱塑性復合材料結構組成。它們采用壓縮成型工藝制造而成，包括一個由高性能復合材料Tepex dynalite制成的加固嵌件以及一個DLFT（直接長纖維熱塑性塑料）塊。

車底板組件長約1.5米，寬約1米，厚度僅為3-4毫米。它包含一個由Tepex dynalite 104-RG600制成的1毫米厚的嵌件和另外一個由擠出工藝制成的DLFT塊。這兩種材料都經過加熱和塑化，然后放置進模壓模具，只需一個步驟就能塑為一體。Tepex嵌件的基體由聚丙烯組成，并用47%體積百分比的連續(xù)玻璃纖維粗紗進行加固。聚丙烯DLFT塊含有40%重量百分比的長玻璃纖維。

車底板組件可以采用傳統(tǒng)的壓縮成型工具制造，這可以確保高效的生產。DLFT能夠以經濟的方式制成直接擠出物，并構成組件的主要部分，這也有助于提高成本效率。

聚氨酯HP-RTM制造工藝實現(xiàn)“以塑代鋼”

科思創(chuàng)與高新技術企業(yè)卡淶科技共同推出了使用高壓樹脂傳遞模塑成型（HP-RTM）工藝的聚氨酯電池包上殼體解決方案，并在主流動力電池制造商實現(xiàn)批量生產。本次合作研發(fā)開創(chuàng)了聚氨酯復合材料在新能源汽車電池包領域的應用。

聚氨酯HP-RTM制造工藝實現(xiàn)“以塑代鋼”，可用于電池包。

據介紹，該款聚氨酯電池包上殼體解決方案在今年通過了歐盟REACH和RoHS認證，以及中國GB38031-2020的標準化測試，并在機械性能、高溫高濕老化、氙燈老化、耐酸、耐堿、耐高溫和絕緣性能等一系列標準化測試中表現(xiàn)出色。全新的聚氨酯HP-RTM制造工藝實現(xiàn)了“以塑代鋼”的減重要求。

相較于其他工藝，全新的HP-RTM工藝使用自動化鋪層技術，效率大幅提升，降低了制造成本。生命周期評估顯示，相較傳統(tǒng)金屬工藝，使用HP-RTM工藝產生的二氧化碳排放也更低。

STM聚氨酯復合材料電池包殼體

不久前，搭載巴斯夫所開發(fā)、基于STM工藝的聚氨酯復合材料電池包殼體解決方案的幾款電動汽車已經實現(xiàn)了大批量上市。

經過充分的量產驗證，這項解決方案兼具阻燃好，重量輕，可以提升電動車的駕駛安全性。此外，在生產方面，它可直接應用于現(xiàn)有成熟的汽車供應鏈和生產設施，生產的效率高，非常適于汽車行業(yè)的快速大規(guī)模生產，是電動汽車電池包減重降本的理想解決方案。

采用巴斯夫特性材料開發(fā)的STM 聚氨酯復合材料電池包殼體，采用微發(fā)泡技術，可以大大降低部件密度，輕松實現(xiàn)殼體減量的目標，同時擁有關鍵專利技術使得部件可以滿足氣密性試驗與沉水試驗要求。

據了解，巴斯夫的STM聚氨酯復合材料解決方案，其工藝無需預成型，生產效率遠遠高于其他傳統(tǒng)的聚氨酯復合材料成型工藝。目前國內汽車行業(yè)已有成熟的產業(yè)鏈和供應商可以快速提供量產的產品。同時,新量產項目的設備及模具投入成本也非常低。

以預制件生產復雜的車輛結構件

Cannon Tipos公司和Coriolis 復合材料公司聯(lián)合開發(fā)了一種制造工藝，可以從接近凈形的干預制件中制造出復雜的碳纖維增強復合材料（CFRP）部件作為半成品。

該工藝的關鍵組成部分是高壓樹脂傳遞模塑（HPRTM）工藝和Coriolis的自動纖維定位（AFP）。該合作產生的組件目前正在進行適合批量生產的測試。該工藝實現(xiàn)了20秒的生產循環(huán)節(jié)拍時間，并顯示出符合要求的機械性能，但重量最多減輕了80%。

該公司生產的自動纖維放置（AFP）設備允許連續(xù)纖維或短纖維以不同的方向放置，甚至是復雜的幾何表面，同時最大限度地減少材料浪費。

干式AFP二維預制件由單向（UD）取向碳纖維的優(yōu)化纖維薄片組成，每層纖維重量為280克/平方米，纖維體積分數為55%。一種特殊的粘結劑技術被用于注射快速固化的兼容環(huán)氧樹脂系統(tǒng)。改進預制件的可塑性、纖維浸漬和可修剪性（使用三維水刀工藝），以實現(xiàn)接近凈成形的幾何形狀，可將總體廢品率降低達50%。

Cannon Tipos鋼制模具的設計壓力最高可達120巴。最小化的微孔確保了樹脂與固化劑在恒定溫度下的最佳反應，最大偏差為2℃。此外，在注射階段有最小的背壓，真空時間應最大化，以避免沖刷損失和氣泡的產生。由于高度拋光的腔體與Coriolis的預制件技術相結合，部件的表面質量特別好。