連續纖維增強熱塑性復合材料在汽車零部件上的
與傳統的環氧基熱固性復合材料相比，熱塑性復合材料具有成型快、韌性好、無需低溫貯存、可回收等許多優勢，成為材料行業研究的熱點。
熱塑性復合材料的種類繁多，按照制品中纖維保留尺寸（L）可以分為：短纖維增強熱塑性塑料（SFRT，L＜1.0 mm） 、長纖維增強熱塑性塑料（LFRT，一般L ＞5.0 mm）、連續纖維增強熱塑性復合材料塑料（CFRT，一般纖維連續不切斷）。
圖 連續纖維增強熱塑性復合材料帶材
汽車材料的選用需要平衡效用和成本，將合適的材料用在正確的位置上。由于CFRT材料具有優異的比強度和比模量，可用于取代車身及底盤上的鈑金件，如前/后地板、頂蓋橫梁、座椅靠背、模塊支架、電池控制臺、剎車踏板等。同時CFRT材料具有優異的抗沖擊性能，可以用在碰撞結構上，如前/后保險杠橫梁、車門側防撞梁等結構。除了結構件和碰撞件，根據CFRT材料的性能，還可以開發其用于各種功能件上。
目前，連續纖維增強熱塑性復合材料已經可以實現在汽車零部件行業的大批量生產。下面我們來看部分應用實例。
車身結構件
歐寶Astra OPC座椅底板
2012年3月，在日內瓦車展中推出的新款歐寶Astra OPC 4門跑車，采用了連續纖維增強熱塑性層合材料經二次成型而出制成的座椅底板。
這是世界首個采用該技術生產的汽車座椅底板，使用的是巴斯夫Ultramid聚酰胺產品系列中的特種材料，不含增強成分的 Ultramid級別被用于浸漬并固定纖維織物；座椅底板上的肋結構，是在注射成型過程的二次操作中形成的，它使用了抗沖擊改性的增強級Ultramid 材料。基于該輕量化的復合材料概念，使得生產出的座椅底板減輕了45%的重量。
奧迪A8后座外殼
奧迪A8配備了兩個電動可調節的獨立后排座椅，其外殼由福吉亞汽車座椅公司開發，并使用復合成型工藝制造, 采用朗盛連續纖維增強復合材料聚酰胺-6基TEPEX Dynalite 102-RG600(2)/47%，在二次注塑中所使用的短玻纖增強的杜力頓（Durethan） BKV30H2.0聚酰胺6。
復合材料設計中的輕量化后座外殼，與鋼板相比，重量減輕45%；且得益于高度的功能集成的具有成本效益的組件解決方案，在自動駕駛座椅設計中的應用潛力。
座椅靠背骨架
2015國際橡塑展上，上海汽車集團股份有限公司、上海延鋒江森座椅有限公司和巴斯夫聯合展示下一代輕量級概念車座椅。
此次展示的輕量化座椅中，基于連續纖維增強塑料的巴斯夫Ultracom™熱塑性復合材料體系被用于代替金屬，其重量與傳統座椅相比減輕達20%，輕薄設計更為第二排乘客增加2.5厘米的膝部空間。
越野車后座
歐洲一家汽車制造商在其越野車的后座系統中也采用了朗盛Tepex dynalite連續纖維增強熱塑性復合材料。該制造商在車輛后座中間安裝了負載，實現了座位靠背的獨立折疊。
該裝載元件經 Tepex dynalite成型并通過反向注入注塑模具而制成，質量比類似鋼結構輕40%以上，同時可承受加速載荷的撞擊，在追尾碰撞的情況下又能夠承受慣性力，避免乘客遭受擠壓。
前端模塊嵌件
大眾阿特拉斯（Atlas）和途昂（Teramont ）SUV的前端模塊都使用了朗盛公司的連續纖維增強熱塑性復合材料Tepex dynalite嵌件，比用鋼板制成的嵌件約輕50％。此外，CFRT嵌件區域可以承受更高的應力。
輕量化A柱
朗盛曾為保時捷3D混合動力汽車設計開發輕質A柱。它被設想用于敞篷車和敞篷跑車中，并且首次在保時捷911 敞篷版中使用，混合插件的強度確保了A柱性能與以往高強度鋼管一樣能夠承受側翻，而且它使重量減輕了5千克。
支柱中有一個由高強度鋼插件，插件內部由聚酰胺6基的坯料Tepex dynalite 102-RG600（6）/ 47％制成，而肋結構由Durethan AKV30H2.0制成。Durethan AKV30H2.0的成分包括聚酰胺66和短玻璃纖維。
SUV前端支撐
來自特種化學品公司Lanxess的Tepex dynalite連續纖維增強熱塑性復合材料板可用于制造用于汽車輕量化設計的大型高度集成結構部件。
例如，梅賽德斯—奔馳GLE SUV的前端支撐包括兩個焊接復合半殼，由朗盛的聚丙烯基Tepex dynalite 104-RG600（3）/ 47%連續纖維增強熱塑性復合材料截面制成，長約1.2米，長0.35米寬度。兩個殼體均采用混合模制工藝制造，使用具有兩個腔體的注塑工具。這涉及形成定制的復合預切口，并同時通過注塑成型提供額外的特征。
車門基板
2018年8月16日，位于重慶的長安福特主機廠內舉行了首輛新福克斯（New Focus, C519）的下線儀式。在長安福特門系統中采用連續纖維復合材料方案替代鋼材方案，配套新型混合工藝成型生產線(模壓+注塑)實現了熱塑性復合材料門基板的制造生產。與鋼材及長纖維PP門系統相比，熱塑性復合材料門系統可以有效減重5kg/car或2kg/car，相對減重大于30%。
兒童座椅頭枕
朗盛與合作伙伴開發的兒童座椅頭枕以顆粒泡沫復合材料注塑（PCIM）工藝生產，并包含由Tepex連續纖維增強熱塑性復合材料制造的嵌件。與商業生產的組件變體相比，頭枕的重量降低了30％，但不影響其出色的碰撞性能。由于零件數量從六個減少到一個，因此生產過程也得到了簡化。
底盤結構件
發動機底盤
2017年，一家重要的德國汽車制造商，正在為交付給道路基礎設施較差的國家的車型系列，配備一種采用特別堅固的熱塑性復合材料結構制成的發動機底護板。
這種發動機底護板由朗盛的Tepex dynalite連續纖維增強熱塑性復合材料與一種DLFT(直接長纖維熱塑性塑料)的團料構成。與鋼制成的相應部件相比，采用這種Tepex-DLFT復合材料設計的發動機底護板，重量減輕了60%以上，且比相應的鋁部件輕20%以上。
懸架控制臂
在2013年3月12日至14日在巴黎舉行的JEC博覽會之際，機械工業技術中心（Cetim）與PSA標致Citröen集團和模具制造商Compose合作展示了一個三角形汽車懸架完全由復合材料制成。該產品由兩張碳纖維增強熱塑性塑料制成，使用安裝在傳統壓力機上的創新工具同時對這兩個元素進行熱成型和焊接，具有與金屬制成的產品相同的功能和機械特性，但重量減輕了50%，可以直接集成到當前車輛中。
汽車懸掛系統
2016年，美國Polystrand公司研發出了一款GT-Lite賽車，首次將連續纖維增強熱塑性復合材料應用于汽車的懸掛系統，該復合材料易于加工、性價比高且可循環利用，在汽車輕量化應用中極具潛力。
全塑料剎車踏板
連續纖維增強熱塑性復合材料一個杰出的應用案例，是來自嵌有Tepex dynalite材料的全塑料剎車踏板，它的重量僅有傳統鋼制踏板的一半左右，可利用成本效益極佳的一次成型工藝進行大規模制造，此外，其內置Tepex嵌片的多軸纖維層結構能夠滿足較高的負載要求。
此種安全部件現用于保時捷帕拉梅拉(Panamera)、與賓利歐陸GT（Continental GT）等汽車中，由朗盛高性能材料業務部與BOGE Elastmetall GmbH攜手開發。
碰撞件
側門防撞梁
杜邦曾與PSA標致雪鐵龍集團合作測試一個采用DuPont™Vizilon™連續纖維增強復合材料制成的側門防撞梁，結果表明，與超高強度鋼(UHHS)相比，使用這一材料可減少40%的部件重量，同時，相比金屬和短玻璃纖維聚合物生產的同類產品而言，它還能吸收更多的沖擊能量。
2013K展，杜邦展示了應用于雪鐵龍C3車門的橫梁。據報道，采用杜邦Vizilon復合材料制造的側面防撞梁將出現在標致雪鐵龍2016或2017量產的汽車中，但并未透露具體汽車型號。
其他功能件
消聲罩
寶馬i8汽車的后部消聲器隔熱罩采用熱塑性塑料長纖維（直接）在線混配（DLFT）工藝制成，以長玻璃纖維粗紗增強的聚丙烯模壓材料為原料，并由朗盛Tepex dynalite 104-RG601制成的嵌層作面層。
Tepex dynalite 104-RG601在高溫下也能保持剛性，因此可以確保隔熱罩在后消聲器的高溫環境中不發生變形或失效，此外，Tepex復合材料還能提高部件在冰凍溫度下的強度和抗沖擊性能。
車輪觳插片
得益于新穎的單向纖維外觀和聚碳酸酯樹脂帶來的優質表面，以及碳纖維本身的強度和科思創模克隆®聚碳酸酯熱穩定性高，科思創的 Maezio™ 連續纖維增強熱塑性復合材料制成的碳纖維插片在蔚來汽車旗下ES8 和ES6 的選裝配件推出全新21英寸碳纖維合金輪轂得到應用，可滿足了嚴格的安全和性能要求。
本文部分文字來源于《上海塑料》2019年第1期，部分圖片來源網絡。
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