Quadrant 公司symalite產(chǎn)品

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摘要
    瑞士Quardrant Plastics Composites (QPC)公司推出了一系列輕型的增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(LWRT)，包括片材和預(yù)制坯料，商品名為Symalite。..產(chǎn)品性能優(yōu)越，制備方法相似，該產(chǎn)品已在汽車內(nèi)飾和結(jié)構(gòu)件（汽車車底屏蔽防護(hù)裝置、承重板、車頂內(nèi)襯、車門裝飾、行李架、車頂模塑件、發(fā)動機(jī)蓋以及車后行李箱蓋、齒輪箱蓋）上市場化使用，因此對此很感興趣，進(jìn)行了相關(guān)信息的詳細(xì)查詢。

一般介紹
瑞士Quadrant 塑料復(fù)合材料公司QPC 設(shè)在美國底特律的辦事處最近向北美市場推出一系列輕質(zhì)增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料LWRT這種商品名為Symalite LWRT 的片材及預(yù)裁切板件是一種含有大量滲入空氣的復(fù)合材料+ 采用聚丙烯纖維和玻璃纖維共同摻合成氈.應(yīng)用目標(biāo)是重型或輕型汽車用板件以及非汽車行業(yè)用板件QPC的市場推廣部經(jīng)理哈里D迪托瑪說與傳統(tǒng)的玻纖增強(qiáng)的熱塑性材料GMT相比LWRT 具有較低的密度。ρ: 700-2000g/m2, h: 2.5-6 mm.

優(yōu)點
通過資料我們發(fā)現(xiàn)上述產(chǎn)品具有很好的輕質(zhì)高強(qiáng)性能，在國外的QPC公司的輕質(zhì)GMT工藝如下幾種，即：Azdel 的超輕系列GMT（superLite），Symalite LWRT，較傳統(tǒng)的GMT輕質(zhì)系列產(chǎn)品，擁有血多不同的特性。SymaLITE®產(chǎn)品具有加熱中的loft 性能和模塑加工性能，產(chǎn)品的密度只有0.3g/cm3，增加了Z軸方向的挺直度。
瑞士Quardrant Plastics Composites (QPC)公司推出了一系列輕型的增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(LWRT)，包括片材和預(yù)制坯料，商品名為Symalite。由于LWRT復(fù)合材料密度較小，其每單位重量產(chǎn)生的硬度要比傳統(tǒng)的玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性（GMT）片材高，同時，這種材料與金屬、GMT以及傳統(tǒng)的PP和尼龍長纖維熱塑性(LFT)復(fù)合物相比，具有可減輕重量、設(shè)計更靈活以及成本更低的優(yōu)勢，因此使其成為輕型GMT 復(fù)合材料的理想替代品。
SymaLITE is a super-light composite sheet consisting of thermoplastic resin fiber (polypropylene) and glass filament. The base sheet is first heated to expand several times the original thickness and is then compression-molded at a low pressure. Allowing the precise control of thickness and density in various parts of the product, SymaLITE gives super-light molded products that also feature outstanding strength and rigidity. Further, SymaLITE allows diverse combinations with different surface materials.

     
應(yīng)用領(lǐng)域    Symalite復(fù)合材料適合于制造汽車車底屏蔽防護(hù)裝置、承重板、車頂內(nèi)襯、車門裝飾、行李架、車頂模塑件、發(fā)動機(jī)蓋以及車后行李箱蓋等。




結(jié)構(gòu)和組成


  

  




尺寸規(guī)格
   

性能參數(shù)
Tailor made mechanical properties due to lofting behavior and possible wall thickness changes from 2-10mm.

Dimension stability at high forces of 980N applied with a 80mm diameter all over the part.
可以看出表面硬度不大，約計3-10MPa（布氏硬度）。

Local reinforcement by doubling the material in extreme loaded areas possible.

   

   
不清楚這個承重楸的具體重量或者相應(yīng)的參數(shù)，所以無法估計出彎曲性能

    a=10cm*b=2cm*h= 1.05cm  ρ=0.18g/cm2  , 彎曲模量為97.2MPa.
生產(chǎn)方法
片材制造
通常，GMT 復(fù)合材料片材是由PP粉末和切碎的玻璃纖維復(fù)合而成。Azdel的超輕系列superlite是通過濕法制備的，其制造工藝類似紙張制造技術(shù)，由無定形粉末狀的玻璃纖維和PP粉末混合制得。與GMT復(fù)合材料的制造工藝所不同的是，QPC公司的LWRT輕型復(fù)合材料是采用織物生產(chǎn)所用的干工藝技術(shù)來生成由PP和玻璃纖維摻和薄墊。在連續(xù)生產(chǎn)過程中，該摻和毛狀物被加熱到高于PP熔點的溫度，然后加壓固結(jié)成片材。這一工序保證了玻璃纖維受到完全浸漬，使增強(qiáng)材料獲得最有效的利用，防止產(chǎn)品中存在松散的玻璃纖維。再將其層壓到粘接膜或純PP膜的表面層，最后切成坯料。

   

   
   
模塑成型
考慮到使用被切碎的過短的玻璃纖維模制零件時往往會發(fā)生樹脂從纖維中分離的現(xiàn)象，因此該公司選用了長度為78mm的玻璃纖維以生成防止分離的3D 基質(zhì)。QPC公司聲稱，該工藝可使玻璃纖維很好地分布在PP中，同時也能很好地控制材料的膨松過程。  
QPC公司聲稱，該工藝可使玻璃纖維很好地分布在PP中，同時也能很好地控制材料的膨松過程。當(dāng)片材遇熱時會膨松擴(kuò)展而使厚度達(dá)到原來的5倍，這是因為玻璃纖維由壓縮狀態(tài)的固結(jié)坯料中舒展開來所導(dǎo)致的。因此，QPC公司通過改變玻璃纖維的含量或者格點設(shè)計的支撐方法來調(diào)整片材的膨松度。一般，當(dāng)玻璃纖維含量較高時，膨松度會增加，密度減小，從而使最終產(chǎn)品的比硬度(硬度與重量之比)升高。玻纖含量更高的片材還可制得剛度更高和變形更小的制品。
SymaLITE復(fù)合材料的成型方式稍異于傳統(tǒng)的GMT。它是采用低壓沖壓或熱成型工藝而不是壓力高得多的流態(tài)壓塑工藝。首先用紅外線、熱風(fēng)或接觸式加熱爐把片材加熱到180-200oC。氈中的玻璃纖維具有記憶能力，受熱后試圖回復(fù)到初始的取向。這就導(dǎo)致片材膨化到原有厚度的5-6倍。因此，片材中玻璃纖維越多，其膨化度就越高。然后用機(jī)械手把加熱后的片材從加熱爐送到鋁模，在此進(jìn)行低壓成型。利用一種獨特的壓固技術(shù)，可以有效地制得一種長纖維增強(qiáng)的和透氣的復(fù)合材料制品。
SymaLITE片材的另一優(yōu)點是可以變化最終制件中各部位的厚度而保持同樣的制件重量，這是標(biāo)準(zhǔn)的GMT或金屬沖壓件做不到的。傳統(tǒng)的GMT制件各部分的密度是相同的。因此，若要使一部件更厚，則必須在模具內(nèi)添加材料，但這必然增加制件的總厚度和重量。
金屬沖壓件的整個厚度也必須相同。然而，使用SymaLITE片材，由于其氈層的高膨化性，
可實行按需壓固來獲得不同厚度段。模具設(shè)計可使其在選擇部位不要壓得太深(保持更高膨
化度)就能獲得厚段而不會犧牲剛度／單位重量和不需增加材料用量。例如，如果制件的某
一段要求更高的剛度，則該段應(yīng)保持盡可能厚(高膨化度)。相反，對要求更高拉伸強(qiáng)度的
部位，則應(yīng)壓得更緊，變得更薄。



表面貼層
    在生產(chǎn)線上，連續(xù)的片材被切成用戶指定的尺寸。為便于把片材裝入用戶的模具，片材
寬度可以變化。該公司可供四種標(biāo)準(zhǔn)寬度：2300、1150、776和575mm。片材長度也可變異，
但一般在300mm以上。在貼合工序中，可在片材兩側(cè)附以選定的功能材料，如塑料膜、網(wǎng)布、粘膠膜、聚氯乙烯面層、織物等。為提高設(shè)計靈活性，還可加上其它的表面處理材料進(jìn)行鑲嵌模塑。


商業(yè)應(yīng)用    在用Symalite坯料制作產(chǎn)品時，QPC公司采用了低壓“熱沖壓”工藝。該工藝使用了一種雙面型鋁質(zhì)板模具，據(jù)說，該模具的成本和研制周期都比鋼質(zhì)模具要少得多。使用這種模具以后，坯料在成型過程中只產(chǎn)生很小的變形，所生產(chǎn)出的最終制品在不同的壁厚處具有不同的強(qiáng)度，厚的地方通常是硬度很高，而薄的地方雖然硬度不高但抗拉強(qiáng)度卻很高。    在德國，QPC公司能夠生產(chǎn)出玻璃纖維含量為20%～60%的片材，目前玻璃纖維含量等級為40%～55%的產(chǎn)品已實現(xiàn)了商品化。其中，40%玻璃纖維含量的片材適合于制造車底屏蔽裝置、承重板以及可開式車頂；55%玻璃纖維含量的片材適合于制造車頂內(nèi)襯。以上這些層壓制件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸有22 in、30 in、45 in和90in（1in=25.4mm），當(dāng)然也可以按照要求進(jìn)行定制。     位于德國曼海姆市的 Seeber AG公司用Symalite復(fù)合材料為BMW公司制造了車底屏蔽防護(hù)裝置，這是該材料首次成功地實現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用。這種車底屏蔽防護(hù)裝置是由4個玻璃纖維含量為40%的Symalite部件組成。由于它們是用未增強(qiáng)的PP膜從2個面層壓而成的，因此其耐沖擊、耐磨損以及防潮能力都得到了提高。與過去的 GMT組件相比，其重量減輕了30%，阻力系數(shù)也得到了減小，而且這種產(chǎn)品還具有良好的消音功能。    據(jù)介紹，制造該裝置的模具是一個包括4部分組件的多腔模具，該模具中帶有一個可在成型過程中給產(chǎn)品鉆洞的輔助機(jī)械裝置。當(dāng)把79in x 73in（1in=25.4mm）大小的坯料送入該多腔模具后，在不到60s的工作周期內(nèi)即可完成對上述4部分組件的模制。    同BMW 公司原來的車底屏蔽防護(hù)裝置相比，Seeber AG公司用Symalite復(fù)合材料制造的這種部件的重量并沒有明顯的降低，但其最大的優(yōu)勢是可以充分利用產(chǎn)品不同厚度處所具有的功能，例如，產(chǎn)品中央部分的厚度為4mm，從而優(yōu)化了比硬度值，同時具有降噪的功能，而周邊的厚度只有1mm，從而提高了接合力和密封強(qiáng)度。    目前，QPC公司已經(jīng)開始了將其復(fù)合材料應(yīng)用于汽車和越野車的外部車板方面的研究和開發(fā)工作。他們的研究重點是將預(yù)噴制的鋁層粘附在SymaLite 材料的核心上，以制成汽車車頂模塑件。由于鋁材襯里的熱膨脹系數(shù)（CLTE）與SymaLite復(fù)合材料的CLTE值相差無幾，因此可以減少該制件的彎曲變形。同時，涂鋁線圈還可以減輕產(chǎn)品的重量。



SymaLITE復(fù)合材料由QPC公司位于瑞士Lenzburg的研發(fā)中心研究成功，目前正由公司設(shè)于德國Lotte的工廠中的一條新生產(chǎn)線制造。
QPC公司及其GMT產(chǎn)品簡介
QPC公司是瑞士Quadrant集團(tuán)的一個下屬公司，專門從事GMT的生產(chǎn) 銷售和應(yīng)用
開發(fā)，產(chǎn)量估計占全世界GMT的50％，規(guī)模將近下一個最大GMT生產(chǎn)廠商的兩倍。QPC
公司生產(chǎn)GMT已有2O多年歷史，可提供以下多種GMT產(chǎn)品：
·標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品：連續(xù)原絲隨機(jī)取向，針刺成氈后與聚丙烯基體復(fù)合，在三軸都具有極高的
剛度厘量比，即使在低溫下也具有很高的沖擊強(qiáng)度。
·短切原絲產(chǎn)品：在復(fù)雜形狀如深凸臺、肋條和托腳等制件成型時流動性更好。
·單向復(fù)合材料：長玻璃纖維取向于單一方向。
·用于極高強(qiáng)度用途的產(chǎn)品：用短切玻璃纖維氈與玻璃布或聚酯纖維布復(fù)合物(商名為
GMTexTM)增強(qiáng)的GMT，在二軸具有非常高的剛度和強(qiáng)度。這種片材一般與標(biāo)準(zhǔn)GMT合用，以便選擇性地增加制件剛度和強(qiáng)度而無需修改模具。QPC公司上市的最高強(qiáng)度GMT之拉伸強(qiáng)度達(dá)到290MPa。
此外，QPC公司還可生產(chǎn)各種顏色的GMT和除聚丙烯之外的其它熱塑性塑料為基體的GMT。