長玻纖增強聚丙烯材料在汽車部件上的研究與應用，是近年來的熱點之一。在主流車型新車型上，我們已越來越多看到以下部件采用長玻纖增強聚丙烯材料，長纖維增強聚丙烯被用于轎車的儀表板本體骨架、電池托架、前端模塊、控電盒、座椅支撐架、備胎盤、擋泥板、底盤蓋板、噪音隔板、后車門框架等。本文聊聊長短玻纖增強聚丙烯材料的特點，對長玻纖塑料在前端模塊、儀表板骨架、車門模塊等典型部件應用進行分析。

我們先簡單了解一下長玻纖增強塑料的特點與長玻纖的開發(fā)難度吧。

長玻纖增強塑料

長玻纖增強聚丙烯塑料指含有玻璃纖維長度在10到25mm的改性聚丙烯復合材料，經(jīng)過注塑等工藝形成三維結(jié)構(gòu)，英文為Long Glass Fiberpolypropylene，簡寫為LGFPP。國內(nèi)外亦有很多資料將長纖維增強熱塑性塑料簡稱為LFT，即Long fiber reinforce thermoplastic的縮寫。從材料定義看，LGFPP屬于LFT的一種。

長玻纖增強聚丙烯塑料成本分析：若單純從原材料成本考慮，每公斤塑料價格高于金屬材料;但前期模具費用投入較少，塑料件注塑模具僅同部件鋼質(zhì)模具的50%，模壓模具僅為同部件鋼質(zhì)模具30~40%;集成周邊部件，模塊化供貨，可進一步節(jié)省主機廠裝配等費用、減少裝配工具、節(jié)約場地。 長玻纖增強聚丙烯塑料的材料收縮率變化需要開發(fā)新模具;同時針對長玻纖特殊材料，需要采用不同于常規(guī)注塑機等加工設備。雖然，作為外購件大部分技術(shù)攻關(guān)由一級供應商來承擔進行，但在主機廠需要做好長玻纖材料產(chǎn)業(yè)化過程中的各種技術(shù)問題的應對措施。復材云集

現(xiàn)在來說說長玻纖增強聚丙烯塑料對汽車用材料的應用。

長玻纖增強塑料在汽車中的應用

前端模塊：對于汽車前端模塊，采用PP-LGF30材料，可將散熱器、喇叭、冷凝器、托架等超過10個傳統(tǒng)金屬件集成于一個整體;相比金屬件更耐腐蝕，密度小、重量減輕約30%，具有更高的設計自由度，可直接回收無需分類處理;降低了制造成本，有明顯的降本優(yōu)勢。

大眾、福特等外資品牌汽車前端模塊塑料化成功應用多年。近年來，自主品牌車企逐步開始進行自主化設計與新材料應用研究。比如，上汽主導的FCV-863項目，對前端模塊實施塑料化，減重達3.03kg。長安汽車，在2011年車展并展示了款配有全塑料前端模塊的CX30緊湊型轎車，將22個金屬零部件組成一個注塑成型部件，極大地簡化了CX30車型的前端結(jié)構(gòu)，使該部件減重高達40%，并且減輕了汽車總重量約4kg。長安逸動2015款塑料前端模塊原鋼件10.13kg，塑料件6kg，預計減重4.13kg，減重率41%;并將推廣應用到C201、C206、C2X等量產(chǎn)車型上。長城汽車2014年6月量產(chǎn)的最新款汽車已采用塑料前端模塊，重量減輕30%至4.7kg。江淮汽車目前也在量產(chǎn)車上推廣塑料前端模塊等產(chǎn)品。2011年，奇瑞汽車承擔的纖維增強塑料前端模塊開發(fā)及其在目標車型上集成應用國家科技支撐計劃項目，對塑料前端模塊進行系統(tǒng)開發(fā)，并成功應用到量產(chǎn)車型(比如艾瑞澤7)上。復材云集

在卡車前端模塊塑料化方面，SABIC與SCANIA合作成功開發(fā)了卡車前端框架，并形成模塊化供貨，將部件由5.15kg減重至3.29kg，減重效果達33%。

儀表板本體骨架：對于軟質(zhì)儀表板骨架材料，采用LGFPP比填充PP材料強度更高、彎曲模量更改，流動性更好些，在相同強度下，儀表板設計厚度可減薄從而減重，一般減重效果約20%。同時，可將傳統(tǒng)的多個部件儀表盤托架發(fā)展為單個模塊。此外，儀表板前除霜風道本體、儀表板中間骨架選材，一般與儀表板本體骨架采用同一種材料，可進一步提升減重效果。

2011，福特翼虎及福特Kuga儀表板(采用TrexelMuCell微孔泡沫注塑成型技術(shù)和SABIC的PP-LGF20制造)，和普通注塑制造的填充聚丙烯儀表板相比，此應用產(chǎn)品將每輛車減輕了0.45kg，生產(chǎn)時間縮短15%，成本降低3美元。目前，寶馬、奧迪等中高端軟質(zhì)儀表板骨架，大多采用長玻纖塑料制造作為儀表板骨架材料。比如，2010年BMW公司7系轎車儀表板骨架通過采用長玻纖塑料，儀表板成品能夠比傳統(tǒng)材料重量降低20%。同時，長玻纖聚丙烯材料可與BMW公司自動化整體發(fā)泡注塑技術(shù)相兼容;采用較少的原材料就能實現(xiàn)更高的強度和剛度，并且能夠使儀表板具有更優(yōu)良的性能。目前，寶馬3/5/7系、奔馳E等高端汽車儀表板骨架皆采用LGFPP材料。復材云集

合資品牌車企中，一汽大眾、上海大眾、長安福特等多款量產(chǎn)車的儀表板骨架均已采用LGFPP。在自主品牌中，長城高端SUV儀表板骨架PP-LGF20代替改性PP由3mm減為2.2mm，并成功批量化生產(chǎn)。比亞迪騰勢、上汽榮威550等中級以上乘用車的儀表板骨架也逐步采用LGFPP材料。

車門模塊（車門中間板骨架）

SABICSTAMAX采用長玻纖聚丙烯的現(xiàn)代索納塔塑料車門模塊，獲得了美國塑料工程師協(xié)會(SPE )創(chuàng)新大獎。新福特Fiesta車型前門模塊也集成了多種功能元件，諸如門鎖、車門玻璃升降器、揚聲器、防盜裝置等。馬自達6車門內(nèi)板，一汽奔騰B70等皆采用LGFPP來制造。復材云集

換擋機構(gòu)：目前換擋機構(gòu)主要采用金屬材料和短纖維尼龍材料，現(xiàn)在國外少數(shù)車型換擋機構(gòu)骨架已嘗試采用長玻纖增強聚丙烯材料替代短玻纖尼龍材料。尼龍材料容易吸水，成品件吸水率一般在0.7%以上。在高溫高濕環(huán)境下，可能存在失效的風險。若改用不易吸水的長玻纖聚丙烯材料，則可避免此類問題的發(fā)生。同時，采用長玻纖增強PP材料，可起到輕量化并降低成本的優(yōu)勢。

電子油門踏板：電子油門踏板臂需要承受較大的力，因此，其選用材料需要有極好的力學性能，較好的韌性，在高低溫下材料性能不能有大的變化。目前電子油門踏板臂以玻纖增強PA 材料為主。泰科納材料商曾成功用長玻纖塑料(牌號CelstranPP-LGF40/50)用于電子油門踏板上，擁有低氣味性且高強度的良好性能，比增強尼龍塑料的成本還低。

長玻纖增強塑也可用在座椅靠背，替代傳統(tǒng)鋼材骨架可實現(xiàn)減重20%、且優(yōu)異的設計自由度和機械性能、擴大的乘坐空間等優(yōu)點。另外，長玻纖塑料可以制成電池托盤、天窗框架、備胎倉及備胎倉蓋。福特KUGA(2010)采用PP-LGF40制成的后背門內(nèi)板。復材云集

從盛禧奧全球首創(chuàng)85％長玻纖增強聚合物、博祿及北歐化工推出高流動性材料長玻纖材料、塞拉尼斯LFT-PP注塑成型的前端模塊獲SPE車身外飾類別獎、SABIC長玻纖PP應用于儀表盤榮獲SPE汽車創(chuàng)新獎提名、以及國內(nèi)揚子石化成功開發(fā)長玻纖增強聚丙烯專用料，長玻纖增強塑料的品種和用途正全面在各大汽車主機廠商的新款車型里發(fā)揮著新材料改進汽車科技的重要作用。