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行业分析

2013K展:长玻璃纤维和木塑复合材料引人关注
来源:日经BP社  2013-12-06 08:57:22
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-12-1398.html  第19届国际塑料及橡胶博览会(K展)“K2013”于2013年10月16~23日在德国杜塞尔多夫举行(图1)。业界目前正在推进提高树脂强度以实现轻量化方面的研究,并在进一步推进生物塑料的普及,本文将以笔者关注的技术为中心介绍一下本届展会的情况。

     

   图一:K2013会场有来自世界各地的约22万人参加。

利用长8mm的长纤维强化树脂

  利用纤维来增强树脂、通过提高树脂强度实现轻量化的技术之一就是使用长玻璃纤维(LFT)。德国阿博格公司(Arburg)展示的射出成型机配备了从缠绕LFT的卷盘直接向加热筒供给纤维的构造。通过展示可以看到,是在树脂基本全部融化时、也就是在螺旋杆最后的尖端位置输送LFT。成型品中可以看到8mm左右的长纤维,强度得到大幅提高。主要用于尺寸较大的产品,比如汽车保险杠和车门模块等,此外还打算用来实现飞机和铁路等的内饰部件的轻量化。

  通过提高强度来减轻重量方面,最佳选择是碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP),但CFRP的成本太高。而已经应用于很多领域的玻璃纤维增强树脂基复合材料(GFRP)虽然成本低,但比重大,就目前来看轻量化的效果有限。LFT有望解决这些课题。

  德国拜耳公司(Bayer)和德国巴斯夫公司(BASF)都通过概念展示宣传了轻量化。拜耳展示了以聚碳酸酯(PC)为中心构成车体的概念车“HAVAL E”(图2)。该车是与中国长城汽车共同开发的,通过在前窗玻璃、SAN天窗和车身全部采用树脂,有望大幅实现轻量化。巴斯夫展示了一款史无前例的概念车——采用聚氨酯(PUR)、环氧树脂以及多种热可塑性树脂等20多种树脂(含发泡体)制成的自行车。向与会者介绍了日常生活中的产品实现轻量化带来的优点(图3)。

  

  图2:利用树脂构成车体的概念车(德国拜耳公司)
  全面采用聚碳酸酯,大幅实现轻量化的同时,提高了设计性。

  

  图3:树脂自行车的概念款(德国巴斯夫公司)利用20多种树脂实现了轻量化。

改进成型方法

  新成型方法的展示也引人瞩目。在生物塑料领域,WPC(Wood Plastic Composite,木塑复合材料)吸引了笔者的目光(图4)。德国莱芬豪舍公司开发出了直接WPC挤出成型机,可制造含70%(质量比)木粉和30%聚丙烯(PP)的复合材料。在住宅建材、窗框及内饰等领域,利用生物资源的成型技术受到了与会者的关注。WPC在北美每年有100万吨以上的需求,预计今后欧洲和亚洲的需求也将扩大。

  

  图4:木粉增强树脂的利用示例(德国莱芬豪舍公司)
   泳池边乍一看像是木床的躺椅采用木粉增强树脂制造。此外,还有望用于木甲板的地板材料等。

  此外,本届K展上还有针对一次射出100多个产品的一模多穴射出成型,将热流道与模具传送技术组合在一起的展示。德国Foboha公司开发出了利用底面为正方形的长方体作为模具的模芯托板、以90°为单位旋转利用4个面的“CUBE MOLD”,在本届展会上进行了展示。夹在两个孔穴间的长方体模芯随着模具的开合而旋转,在没有对着孔穴的面可以进行成型品的更换和组装等作业。通过组合热流道,实现了少废料、高循环的成型技术(图5)。此外还有在模芯托板的正反两面成型,由此增加了成型数量的层叠模具技术的展示。

  

  图5:可实现少废料、高循环成型的“CUBE MOLD”(德国Faboha公司)
   带蓝色成型品的部分为模芯,其左右为孔穴。

   超临界微细发泡射出成型技术“MuCell”在汽车部件的轻量化方面进入增长期,对很多零部件的轻量化做出了贡献。模芯后退控制技术是在成型时使模芯及时后退的技术,利用该技术有望进一步实现轻量化;MuCell与模具的快速加热和快速冷却技术组合可改善成型品外观。这些技术开发还在继续,此外还在推进新的应用开发,比如用于通过气体溶解效果降低了树脂粘度的薄型一次性容器等。

  据K2013参展商委员会介绍,此次展会共有来自120个国家的21.8万人到场参观,有3218家公司参展。预计到2016年,全球树脂消费量将以年均4%的增长率增长,其中最大的消费地是亚洲市场,占全球的44%。日本此次有28家公司参展,从展位的情况还可以看出,与靠近最大消费地的日本之间的业务受到了世界各国的期待。(特约撰稿人:小松道男,小松专业工程师事务所)

  小松道男:1993年成立小松专业工程师事务所。从事射出成型、模具开发及聚乳酸射出成型等业务。专业工程师(机械部门)、日本合成树脂技术协会理事、特别会员。法国罗讷-阿尔卑斯地区亲善大使。



文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news-detail-12-1398.html