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长玻璃纤维热塑性塑料的新用途

长玻璃纤维热塑性塑料的直接复配(D-LFT)与成型正为由汽车结构性零件突破至车身外板而整装待发。这个跨越也包括了D-LFT复合物的支柱性材料由聚烯烃向苯乙烯基热塑料的转变。大型热塑性复合物车身板的压缩成型据称已经成功通过了次可行性研究。下一步将是对具有A级表面的后箱盖、车门和车顶的评估。同时,D-LFT在底盘和引擎罩内等结构性汽车零配件中的应用也有了新成果。它们包括了可调节模头确定毛坯厚度、向随意弄碎的玻璃毛坯添加增强纤维、把尼龙作为引擎罩里D-LFT基材进行研究。 对大型D-LFT车身板的测试由注塑和压塑开始,两种成型都通过了冲击测试。压塑件显示出比注塑件高出50%的冲击强度,而压塑很可能是大型部件所选择的方法。 大型D-LFT部件压塑的一个优点是可不费力地把增强纤维或装饰性表面薄膜嵌入到模具内。材料在压塑时也不会流得多远,使纤维拉伸较少,变形也较小。 大型D-LFT车身板的压塑试验两年前由德国Dieffenbacher公司开始,并一直在进行着,并与巴斯夫等公司开发着合作。为了这些应用,巴斯夫花了五年时间开发出新材料和干漆薄膜。

Dieffenbacher在D-LFT实现 A级成品的新成果是碎纤维的加入。

Dieffenbacher的D-LFT典型方法是把连续的玻璃粗纱拉入到双螺杆挤出机中,由螺杆切割粗纱,并把它们柔和地混合到预熔的聚合物当中。但外车身板需要更佳的纤维分散,防止在A级部件表面上的印穿。所以现在纤维被切得干干的,掉落在加料斜槽上,喂料装置把纤维定量加入到由缝口模头挤出的一帘熔体中。那样一幕落帘的熔体携带着纤维进入第二台挤出机中,以做混合。这打开了纤维束,所以各种细丝有着更好的分散。 车身外板的测试部分也需要新材料,特别是由巴斯夫公司专门开发出来的可热成形PFM(无漆膜成型)外皮。PFM外皮可以上色、有纹理,从而消除二次加工的需要。 PFM外皮被热成形,然后利用由巴斯夫为了这些用途而开发的树脂,把PFM外皮与20%-30%的玻璃增强型ABS或SAN成型在一起。因为车身外板很可能是与钢材部件装配在一起,而苯乙烯基材料比许多其它热塑料有着较低的热膨胀系数,所以苯乙烯基材料被用于PFM膜和支撑性复合物中。成型这些带PFM外皮的面板的循环时间是30-40秒,而与之相比的热固性SMC部件是60秒钟。 D-LFT车身板正被考虑用作2005款车的替代部件和2006与2007款车的原始部件。先的步骤将是车顶棚组件。 个D-LFT外露部件将于2005年底出现,不会使用装饰膜,也不会是A级品。它将有点刻粒面,由玻璃增强PP成型而成。它将出现在欧洲车后箱盖的较低部位。 针对D-LFT结构性部件,Dieffenbacher开发出了具有可调孔的模头,它能把厚点和薄点选择性地压入到片坯料中,从而使特定区域的强度大化,同时又令整体材料消耗小化。这也是被其它D-LFT技术供应商所利用的方法。Dieffenbacher的可调节模头在下模唇利用了伺服油压缸,带有一个感应器来显示开口宽度。

Dieffenbacher模头将厚度从2mm变化到30mm以上,尽管多数测试部件的厚度范围是5-15mm。定型的片坯材料需要较小的压缩力,以把材料分布在模具内。因为挤出机以稳定速度运行,所以薄板出来得较快,而厚板出来得较慢。电脑化的在线控制将牵引输送机的速度与板厚相配。在两条输送带之间用双刃切割器切割坯料。第二条输送带向侧面运行,所以可以为了两种不同的模具来定型坯料。 也是为了结构性部件,Dieffenbacher开发出了利用机械手的自动化工艺和针形夹具,把机织和非机织的纤维玻璃增强物嵌入到部件中的特定位置。宝马车前端板是用局部连续纤维增强物来热塑性压塑的个范例。它利用了长条形的Twintex PP/玻璃机织纤维,含60%玻璃的Twintex被放在部件的上部承载边缘,非机织的玻璃绳被用在有筋条的地方。Twintex嵌件在被堆叠到D-LFT坯料的顶部之前,它在一个红外线加热器中被预热 Dieffenbacher计划对Twintex增强物与PFM装饰膜的结合进行可行性研究。薄膜将先被放到模具中,接着是放D-LFT复合坯料,再随后是Twintex纤维。 另外,尼龙66 的D-LFT正至少被一家欧洲轿车生产商考虑用于耐热部件中,以取代引擎箱中的SMC。

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