1.玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(GMT)
玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(GlassMatReinforcedThermorplastic)以玻璃纖維(氈)為增強(qiáng)材料,熱塑性樹脂為基體,通過(guò)加溫、加壓制成復(fù)合材料,簡(jiǎn)稱GMT,是目前國(guó)際上極為活躍的復(fù)合材料開發(fā)品種,被視為世紀(jì)新材料之一。
輕質(zhì)高強(qiáng)度的GMT片材,通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),可取代部分金屬材料,獲得顯著的減重效果,而且節(jié)省模具費(fèi)用,(僅為金屬?zèng)_壓模具的10~20%),并有利于多種零件組合,形成模塊化生產(chǎn)方式。用GMT片材可較原金屬件減重30~80%,能耗僅為鋼制品的60~80%,鋁制品的35~50%,價(jià)格低于同體積的金屬制品。
GMT片材在汽車工業(yè)中的應(yīng)用,已達(dá)40多種,主要有座椅骨架、保險(xiǎn)杠、儀表板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、電池托架、腳踏板、前端、地板、護(hù)板、后牽門、車頂棚、行李托架、遮陽(yáng)板、備用輪胎架等部件。
2.長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(LFT)
LFT增強(qiáng)材料是纖維連續(xù)紗或者短切玻璃纖維(適合于LFT-D),其組成材料可以是玻璃纖維、芳基纖維、碳纖維、鋼纖維和其他能夠形成連續(xù)紗的纖維。LFT-G的基體聚合物可以是各種熱塑性塑料,常用的有PP(56%),Nylon(32%),其他的還有abs、PPS、TPU、POM等等。為了改善界面強(qiáng)度,通常還需要界面改性劑,如偶聯(lián)劑以及相容劑。
LFT材料現(xiàn)在廣泛應(yīng)用在汽車工業(yè)中。Ticona公司的LFT產(chǎn)品(Celstran和Compel)成功的應(yīng)用在VWGolfⅣ型上。
3.天然纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(NMT)
傳統(tǒng)的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是由玻璃纖維、芳香族聚酰胺纖維或碳纖維等人造合成纖維組成的,它們一般都存在著耗能大、造價(jià)高、易造成環(huán)境污染等問(wèn)題。與玻璃纖維及碳纖維相比,各種天然纖維(如麻纖維、竹纖維、甘蔗渣纖維等)具有價(jià)廉、可回收、可降解、可再生等優(yōu)點(diǎn),其復(fù)合材料的研究與開發(fā)應(yīng)用,近年來(lái)成為人們對(duì)材料研究開發(fā)的熱點(diǎn)之一。
天然纖維復(fù)合材料在汽車工業(yè)的應(yīng)用目前還局限在汽車內(nèi)飾件上。戴姆勒-克萊斯勒公司已經(jīng)成功的將天然纖維復(fù)合材料應(yīng)用在了其生產(chǎn)的奔馳E系列轎車上。先前此類車的車門、車內(nèi)部件用的是木纖維復(fù)合材料,現(xiàn)在用亞麻/劍麻氈增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂進(jìn)行了替換,使得重量減輕了20%左右,而且,機(jī)械性能也得到了改善,尤其是對(duì)于安全保護(hù)方面。另外,用亞麻/劍麻氈增強(qiáng)復(fù)合材料能夠成型更為復(fù)雜的立體構(gòu)件,因此,這也更適用于車門外貼板等部件,以替換先前的材料。
4.碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料
幾十年前即有預(yù)言,碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料將取代金屬,用于制造汽車底盤,這一預(yù)言正逐步實(shí)現(xiàn)。2003年DaimlerChrysler公司推出的DodgeViper型跑車的擋板支架系統(tǒng)所采用的材料碳纖維復(fù)合材料,這項(xiàng)技術(shù)也是碳纖維在大型底盤和車身外部部件上的首次應(yīng)用。碳纖維復(fù)合材料的擋板支架薄壁雖只有2mm,卻能支撐著整個(gè)車身前端,而且有34個(gè)零件在這里聯(lián)結(jié),剛性提高了22%。