LFT-D介绍

三、②LFT-G工艺特点
产的2004起亚 Cerato混合结构前端框架
三、③LFT-D工艺特点
• LFT-D（Long-Fiber Reinforce Thermoplastic Direct）
• LFT-D是长纤维增强热塑性复合材料在线直接生产制 品的一种工艺技术，它区别于GMT和LFT-G的关键因素 是半成品步骤被省去了，在材料的选择上也更加灵活。 在LFT-D技术中，不仅纤维的含量和长度，而且连其 基体聚合物也可以直接调整到最终部件的要求。 • 通过添加剂的用量多少可以改变和影响制品的机械性 能和特殊应用材料的特性，如热稳定性、着色性、紫 外稳定性以及纤维与基体的粘结特性等，这也意味着 每一种特殊应用都可以通过LFT-D获得其独特的材料 配方。
• • 用LFT-D生产的2003 大众 Golf V前端框架
四、GMT、LFT-G、LFT-D生产工艺比较
• GMT、LFT-G、LFT-D在生产工艺上的区别示意图
四、GMT、LFT-G、LFT-D生产工艺比较
生产原料 GMT
PP+纤维+添加剂
半成品材料 工艺设备
板材 板材〃加热+压机 ①单螺杆挤出机+ 压机 ②注塑成型 ①双螺杆挤出机+ 压机 ②单螺杆挤出机+ 注塑成型
三、③LFT-D工艺特点
• LFT-D典型的工艺是聚合物基体颗粒和添加剂被输 送到重量分析给料单元组合中，该单元根据部件 的机械性能要求确保适度的混合。经混合后的原 料进入双螺杆挤塑机塑化，其熔融化合物通过一 个薄膜模头形成类似瀑布的聚合物薄膜，直接进 入双螺杆混炼挤塑机的开口处。而玻璃纤维粗纱 则通过特别设计的粗纱架，经过预热、分散等程 序被引入到聚合物薄膜的顶端，与薄膜汇合一同 进入到双螺杆挤塑机中，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，然后直接 送入压制模具中成型。
五、LFT-D的发展趋势
• 2003-2006年欧洲各类热塑性复合材料应用概况
五、LFT-D的发展趋势
• LFT-D成型技术是继GMT和LFT-G之后又一种新的 长纤维增强热塑性复合材料工艺技术，是近年来 汽车复合材料行业中最受关注和市场成长最快的 一种崭新的成型工艺技术。在LFT-D技术中，不仅 纤维的含量和长度，而且连其基体聚合物也可以 直接调整到最终部件的要求。 • 从欧洲近年来的发展情况分析，LFT-D的发展情 况和发展潜力远远大于GMT和LFT-G，是未来汽 车轻量化发展趋势的主力军！
LFT主要构成形式示意图
长纤维的几种定义：
• • • • 纤维的长度>0.5mm 纤维的长径比L/Ф>100 纤维的长度为5-25mm 纤维的长度>10mm
玻纤长度对LFT机械性能的影响
LFT与短纤维增强热塑性复合材料相比的优点： • 纤维长度较长，明显提高制品的力学性能。 • 比刚度和比强度高，抗冲击性能好，特别适合汽 车部件的应用。 • 耐蠕变性能提高，尺寸稳定性好，部件成型精度 高。 • 耐疲劳性能优良。 • 在高温和潮湿环境中的稳定性更好。 • 成型过程中纤维可以在成型模具中相对移动，纤 维损伤小。
三、①GMT工艺特点
• GMT工艺流程：
片材裁剪
坯材堆垛上料
坯料预热
热坯料上模
模压成型
冷却定型
入库
装箱
质量检验
后处理
三、①GMT工艺特点
GMT工艺生产现场
三、①GMT工艺特点
• GMT产品具有很多优异 的性能，如耐化学性 好，强度/重量比大， 在高、低温环境中的 抗冲击性能优良等。 GMT的最大单项用途是 汽车前端模块框架， 其次为座椅骨架、吸 能内保险杠等。
三、②LFT-G工艺特点
LFT-G粒料
三、②LFT-G工艺特点
• LFT-G粒料的直径大约为3mm，长度有12mm 和25mm两种，其中12mm左右长度的粒料主 要用于注塑成型，而25mm左右长度的粒料 主要用于压塑成型。在LFT-G粒料注塑成型 过程中，尽管注塑成型机经过很多改良， 但限于注塑工艺原因，在最后的制成品中 纤维只能达到3.2～6.4mm。 • 虽然这个长度比FRTP注塑成型的纤维长， 产品的抗冲击性能也明显提高，但是比 LFT-D注塑或者压塑成型的纤维要短，强度 和抗冲击性也比LFT-D差。
LFT生产线工艺特点介绍
HE事业部 2011年9月1日
一、什么是LFT？
▲LFT的定义：
LFT是英文Long-Fiber Reinforce Thermoplastic的简称，中文译为长纤维增强热塑 性塑料或习惯称之为长纤维增强热塑性复合材料。 LFT是一个广义的塑料专用词汇，在汽车复合 材料工业中有一个非正式但却约定俗成的定义， 即指长度超过10mm的增强纤维和热塑性聚合物进 行混合并生产而成的制品。
LFT-G
LFT-D
PP+纤维+添加剂
粒料
PP+纤维+添加剂
无
• GMT、LFT-G、LFT-D在生产工艺过程上的区别
四、GMT、LFT-G、LFT-D成型工艺比较
与另外两种工艺相比LFT-D主要有两个优点，七个特点： 优点： • 一是成本低。由于是直接一步法生产，因此由LFT-D生产 的大型结构部件比两步法生产的GMT或LFT-G压制部件的成 本低20%～50%； • 二是制品的综合性能优异。LFT-D压制成型制品的抗冲击 性能比GMT稍低一些，但由于比LFT-G成型后的纤维长很多， 因此其抗冲击性能明显比LFT-G高得多。另外，大量的研 究表明，LFT-D注塑的生产效率比采用标准LFT-G粒料的生 产效率高，因为LFT-D低的塑化要求改善了纤维被剪断的 可能性。对于成型周期超过1min的部件，用LFT-D注塑设 备在30s内就能完成。
三、①GMT工艺特点
• GMT（Glass-Mat Reinforce Thermoplastic） • GMT片材是指以连续玻璃纤维毡或短切玻纤毡和热 塑性树脂（大多是PP树脂）复合而成的一种片状 模塑料，通常是两层玻璃纤维毡复合三层热塑性 树脂薄膜层。采用不同类型的玻璃纤维毡和不同 品种的热塑性树脂做基体，就可以得到多种多样 的GMT材料。 • GMT复合材料制品的生产需要两个成熟的加工技术： 片材（预浸渍）的成型和制品的压塑成型。
四、GMT、LFT-G、LFT-D成型工艺比较
• • • • • • • •
特点： ①减少了半成品的制造成本及物流成本 ②显著降低了能耗 ③可在线回收 ④聚合物只有一次加热过程 ⑤快速调整材料及配方 ⑥保留纤维长度 ⑦优越的流动性能、均匀的纤维分布
五、LFT-D的发展趋势
• 欧洲LFT应用示意图
• RANGER公司新开发的 用GMT生产的2005 蓝 旗亚 Y-Epsilon车门 中间板骨架
三、②LFT-G工艺特点
• LFT-G（Long-Fiber Reinforce Thermoplastic Granules）
• LFT-G是短玻纤热塑性颗粒材料（FRTP）技术创新 的成果。早期的FRTP粒料长度虽然可达5～6mm， 但经过混炼、切粒、塑化、注塑等工艺流程后， 在制品中纤维的最终长度往往小于1mm，仅能作为 填充剂增加制品的刚性，而对拉伸强度、抗冲击 性能的提高十分有限。因此，在当时FRTP并非主 流的复合材料。 • LFT-G制品生产的工艺与GMT相似，也需要两个成 熟的工艺，即长颗粒的成型和制品的注塑成型或 压塑成型。
LFT在欧洲乘用车上的应用部位
三、LFT材料分类及工艺特点
• 目前市面上常见的LFT材料可分为三类：
• ①GMT（Glass-Mat Reinforce Thermoplastic） • ②LFT-G（Long-Fiber Reinforce Thermoplastic Granules） • ③LFT-D（Long-Fiber Reinforce Thermoplastic Direct） • 以上三者皆属于LFT范畴，具有低密度、高比强度、 高比模量和抗冲击性强等特性。
LFT-D制品成型生产线现场
三、③LFT-D工艺特点
• LFT-D工艺流程：
改性PP 真空上料 连续失重式秤量 一阶双螺杆机熔融 二阶双螺杆机混配 专用玻纤 连续玻纤输送 玻纤切断计量
定量切断
保温输送
入库
装箱
质量检验
后处理
模压成型
三、③LFT-D工艺特点
• LFT-D生产工艺
三、③LFT-D工艺特点
五、LFT-D的发展趋势
• 国内LFT-D从目前来看，LFT-D产品在国内尚未普 及。但未来随着业内对LFT-D认知度的不断提高， 以及汽车行业节能减排要求的日益严苛，该技术 在国内的应用将逐渐增多。 总结： • 以LFT-D为代表的连续长纤维增强热塑性汽车复合 材料成型工艺技术将会得到强劲的发展，尤其在 乘用车轻量化过程中替代金属结构件、半结构件 中将发挥重要的作用！