LFT-D 工艺及产线介绍


LFT-D 是英文 Long-Fiber Reinforce Thermoplastic In Direct Processing 的缩写,中文可译为长纤维增强热塑性塑料直接成型技术。

1.工艺特点

相较于 GMT  LFT-G 这两种依赖于半成品板材或粒料的生产工艺,LFT-D 技术则是直接利用聚合物母粒和玻璃纤维进行日常生产,省去了制板或造粒的中间过程,降本的同时使得制品在原材料的选择上更为便捷和实用。聚合物粒料可根据产品需求及生产中发生的不良状况进行快速调整和转换,增强所用纤维可依照机械性能需要改变配方含量和长度,对于整车厂提出的某些特殊物理性能和某些特殊特性,如热稳定性、阻燃性、耐热老化性、着色性、耐吸水性等,则可通过直接在线添加其他改性助剂改善最终制品性能。针对不同需求的产品,LFT-D 生产工艺将获得其独一无二的材料配方,且能适应绝大多数制件的性能要求。

                                                            LFTD图片

2. 工艺过程

LFT-D 典型的工艺过程是聚合物粒料和助剂被输送到计量与供料单元中,该单元根据初始程序设定确保按设计的比例供料。按比例计量的原料进入双螺杆挤出机进行塑化、混合,其熔融聚合物通过一个薄膜模头形成类似瀑布的聚合物薄膜,直接进入双螺杆挤出机的开口处。玻璃纤维则通过特别设计的纱架,经过预热、分散等程序被引入到聚合物薄膜的上方,与薄膜汇合一同进入到第二级双螺杆挤出机中,进行玻璃纤维浸渍、切割、混合,形成连续料块,由双螺杆玻纤塑料混合挤出机前端的切割刀具切割成符合制品成型面积的料块,传送带传送之适当位置,然后送入模具中低温成型,整个过程一般为 30-50 秒,相较于 GMT 成型具有极大的加工成本优势。

3. 性能特点

1)轻质高强。LFT 的密度为 1.1g/cm3 左右,仅为钢材的 1/5-1/7,拉伸强度 50-120MPa,弯曲强度 90-120 MPa

2)热性能。一般塑料的使用温度为 50100℃,使用玻璃纤维增强后,可提高到 100 以上,一些特殊的 LFT 使用温度甚至可提高到 200℃以上;线膨胀系数比未增强的塑料低25%-50%,导热系数为 0.3-0.36W/(m·K),与热固性复合材料十分相近;

3)耐化学腐蚀性。该特性主要由基体材料的性能决定,热塑性树脂的种类很多,每种树脂都有自己的防腐特点,因此,可以根据 LFT 的使用环境和介质条件,对基体树脂进行优选;

4)良好的介电性能。 LFT 不反射无线电波,透过微波性能良好。在 LFT 中加入导电材料可改善其导电性能,防止产生静电作为与 GMT 同期竞争的新的工艺技术,LFT-D 制品在很大程度可媲美 GMT 所带来的极佳应用性能。

4.  经济优势

1)原材料的直接在线生产模式极大降低了最终制品的成本,避免了半成品较高的采购及相关物流仓储成本;

2)由于生产所需原材料为直接采购,原料的快速变更可弥补半成品原料采购所带来的周期长、管理费用高的问题,间接降低了生产成本

3)加工过程中原料占用量低——低启动消耗,解决了压制初期原材料损耗的问题

4)利用塑化料余温立即模压成型,消除了半成品板材二次加热所产生的能量损耗,且生产过程全部由程序控制,生产线自动运行,显著降低整体能耗;

5)热塑性 LFT 材料为可回收塑料,LFT 生产线可在线处理回收材料,环保的同时也带来了极佳的经济效益;

6)减少了大量人工操作,劳动力成本降幅可观。

5. 技术优势

(1)配方调整更灵活多样,只需对 LFT-D 生产线设备做相应调整,即可使用 PPPA6PETABSPC 等不同聚合物粒料,并且对于不同产品的特殊要求可现场快速调整原料比例

2)玻璃纤维作为复合材料制作中保证机械性能的重要组分,连续可调的成型技术将大大优化制品的性能;

3)最终制品保留了超过 20mm 的玻纤长度,解决了大批量快速生产中玻纤长度过短带来的机械强度过低的问题;

4)出色的混料工艺,可保证玻纤与塑料充分混合,即使在筋肋部也能够保证均匀的纤维分布;

5)优越的流动性,极大改善了制品的表面质量;

6LFT-D 设备的高度自动化,保证了制品的质量稳定性。

6 应用领域

6.1 应用范围

当前,LFT-D 生产技术最主要的应用领域仍然是汽车制造方面。在汽车轻量化进程中,在保证汽车安全性的前提下,整车重量每减轻 10%,常规燃油效率可提高 6%-8%,复合材料替代金属材料已经成为产业发展的主流趋势。作为汽车产业轻量化中的领先技术,LFT-D 热塑性复合材料已在众多知名整车厂得以应用,目前制造模式较为成熟的零部件有前端模块、保险杠支架、仪表板骨架、座椅骨架、车底防护板、内饰件支架、车轮罩、蓄电池托盘、杂物箱盖、后掀背门、备胎箱等。

6.2 应用实例

6.2.1 底部防护板/底部导流板车底护板早期是附装在白车身上用于保护重要组件的一些小板,后由于 80 年代末 90 年代初,德国制定了非常严格的车辆噪声防护法,使得其演变成覆盖整个底盘的大板。随着底部护板的发展,其形状也从简单平板变得更加复杂,功能开始兼具吸音、隔热、防腐蚀、高刚性、高冲击强度等性能。材料则由钢材、铝材演变为 GMT,直至 90 年代晚期产生了成本更低、成型方式更为灵活的在线配混直接 LFT-D 技术,还有部分生产厂家开始使用纤维高度膨松的轻质高强热塑性塑料 LWRT,其韧性不及传统 GMT 但比刚度很高,并具有优良的吸声性能。汽车底护板的制造及应用已经较为成熟,在大众途观,上汽荣威 350550750,上汽E50 电动车等车型中均有使用。

6.2.2 前端模块

 传统的汽车前端模块是由几十个零部件供应商将钣金件送至整车厂,然后进行总装,由于前端模块很重,对于总装线装配效率和生产节拍的要求很高。现在,使用 LFT 技术并配合零部件模块化生产模式,将照明、冷却、减震等组件提前组装,形成前端模块总成后再送至整车厂,已经成为了一个新的供应模式。

7.天域科技可以设计并承建整条LFT-D生产线,并实现全自动化。


 

 


2017年9月13日 11:31
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