热塑性复合材料的研发与应用
为什么热塑性材料在国内近是特别特别火的一个话题？热塑性和热固性材料发展的脚步其实是同步的、差不多的。那为什么热塑性材料从中间又断了下来？而且又被提到一个非常热的热点上？
在2015年玻璃纤维/复合材料行业年会上，荷兰滕卡特集团区销售经理刘沛禹做了相关介绍，以下为主要内容。
荷兰滕卡特公司一直在坚持着自己的脚步，所以原材料技术到成型工艺的技术一直得以发展，而且在国外有很大的应用。
先介绍热塑性材料这个方面的几个工艺，包括原材料，还有一些案例的介绍。
滕卡特公司现在已经有300多年的发展历史，工厂分布情况是：在欧洲、美国、加拿大，在珠海有一个土工布的工厂。从版块划分，块是防护织物，那防护织物就是滕卡特公司在300年前起步，是在这块起步的；土工布这块就是在珠海有一个非常大的工厂；第三版块就是人造草坪业务。北方的自然草生长可能会受到一些限制，所以就发展出人造草坪。上面这块就是我们负责航空航天领域的一些复合材料。
复合材料主要是在一些航空航天领域，主要是在一些轻量化的，针对市场热塑性复合材料为主；另外一个是汽车工业版块。
航空航天领域涉及到一些高温或其它一些有高性能的复合材料，在航天领域，目前在热塑性材料一般主要用的是次承受力结构件；在工业领域就是涉及到汽车和其它的一些石油管道。石油管道领域未来市场也是一个非常大的市场。
这个是飞机版块，飞机版块的业务包括高温的一些复合材料，包括热固性复合材料，包括飞机的雷达罩，包括飞机的内装结构，包括其它的一些工业领域。
从热塑性复合材料发展的趋势来说，开始应用的就是这些非金属内装结构，一直发展到次承力结构件。目前从民用领域一直发展到汽车包括石油管道的一些领域。
热塑性复合材料面临的一些挑战和问题，主要集中在低成本、减重，包括热塑性复合材料的属性工艺。
这个是我们热塑性材料、我们工厂一些情况的介绍，个就是预浸料，先热塑性材料和热固性材料它俩从本质上的区别，其实都是从预浸料开始，逐渐发展到热塑性材料的板材和相当于其它一些辅助成型工艺。而热固性材料目前来说就是以预浸料为主。
这是我们在跟其它一些OEM合作形成的规范体系，包括波音、空客、庞巴迪，还有其它一些供应商。热固性材料主要是以通航飞机为主，因为通航飞机将来在也是非常非常大的一个版块。很多人讲到一个非常热的话题是低成本制造，但是我个人理解所谓低成本制造低到到什么地方？是原材料上的制造还是工艺上的制造？
热塑性材料的一些性能优势先它的树脂体系密度会降低，第二它可以回收利用，第三一些热塑性材料它有一些防阻燃的功能，另外一个就是可回收。为什么要用热塑性材料？热固性材料现在已经发展到极限。纤维跟树脂混合，非常大的一个挑战就是纤维要求提供高的模量和强度，而树脂需要保护纤维。
从制造上来说，热塑性材料目前发展的以模压成型工艺为主，所谓模压成型就是快速成型。
热固性材料和热塑性材料的一些对比。从运输上来说，包括存储，热塑性材料是没有低温存储要求，而且它的力学性能寿命没有任何限制。热固性材料从冷库里拿出来要有一个回暖的过程，而热塑性材料直接放在普通的仓库里就可以用。现在国内热塑性材料用的人还很少，在切割上可能会有一些问题，切割钻空有一些热量产生以后，会把刀具给包裹住，而热固性材料就没有。这是热塑性材料的一个劣势，但是降温冷却以后这种现象就不会有。
这是几种比较关键的一些热塑性树脂体系，包括PPS；在工业应用上主要是一些尼龙和一些PC。
刚才介绍的所有这些树脂体系基本都可以与玻璃纤维、碳纤维，碳纤维包括这种织物，还有芳纶纤维形成复合材料，还有预浸料下游的一些板材。
热塑性复合材料树脂含量怎么控制？因为直接影响后续产品的质量，比如现在模压成型，模压成型的话板材的厚度直接影响到零件的成型质量，如果板材的厚度不均匀，压缩以后会有缺陷。
热塑性材料包括纤维，还有树脂基体这些属性参数。拿一个PPS举例来说，它的玻璃化温度应该是90度到93度左右，但是跟纤维复合了以后，它的软化温度会提升，这样的话会
热塑性材料成型的温度是非常高的，所以纤维要进行处理，有热固性材料用的热熔法，包括树脂粉末法形成的预浸料。
这种板材是预浸料根据客户的要求按照不同的角度去完成管材的压制，板材的厚度控制是非常均匀的。
管材的标准尺寸是铝合金板材是一样的。这边有个拼接缝，按照复合材料的规范来说的话，层和第二层之间的对缝是不能在同一个位置的。根据国际规范的要求，把接缝要错开。
我们这边的板材都要经过100%的无损检测，扫描检测一般都有图像存储，它要经过100%的厚度检测，对后续的工艺成型是个保障。
热塑性材料的成型工艺。个就是模压工艺，模压成型工艺比如说板材切割完成以后再加热，加热以后在模压机里成型的一个过程，这个成型周期一般不会超过3分钟。从热塑性材料角度来说，它单层的预浸料有10层的料，或者有更多层的料。一般加热温度比较好使，一般强调加热时间是18秒左右。另外一个是焊接工艺，焊接工艺包括电阻焊接、感应焊接和超声波焊接，这几种焊接方法适用于不同的部位。
模压成型控制板材的厚度是非常重要的，一般模压成型这种上下金属模具精度非常高，而如果板材厚度有偏差直接会一些厚度的缺陷。
热固性材料一般需要钻孔，而热塑性材料一般是冲孔，冲孔效率非常高，而且孔的精度也比较高，而且不会有分层。
热压罐成型热塑性材料层与层之间是没有粘性的。
另外一个就是BMC结构，就是这种短切纤维，这种短切纤维热塑性材料目前来说纤维的长度是3到25mm，也可以借鉴一下，用这种方法可以完成一些结构比较复杂的零件。一般是这种纤维先称重，比如我现在零件制品是20克，根据工艺要求称重需要多少短切纤维，把这个模具加热，然后模压，完成了零件制造。
包括热塑性材料的一些类似结构，包括联排座椅骨架。
这个管道是树脂体系、芳纶纤维，这个管子其实就是一个板子焊接上，这个管子是空客和波音飞机里边的一个空调管道。
现在应用多的还是这种角材结构，一架飞机里有成千上万个这种角材。
在汽车领域从次承力结构到主承力结构可以完成一些制造。在汽车领域我们和欧洲的一些供应商也有一些合作，这是一个汽车底盘，这是轮毂。
从核心能力来说板材制造--包括预浸料制造，可以根据客户的要求生产不同的板材结构或者预浸料的结构。我的演讲到这里，谢谢大家！
更多信息请关注复合材料信息网www.cnfrp.com
在2015年玻璃纤维/复合材料行业年会上，荷兰滕卡特集团区销售经理刘沛禹做了相关介绍，以下为主要内容。
荷兰滕卡特公司一直在坚持着自己的脚步，所以原材料技术到成型工艺的技术一直得以发展，而且在国外有很大的应用。
先介绍热塑性材料这个方面的几个工艺，包括原材料，还有一些案例的介绍。
滕卡特公司现在已经有300多年的发展历史，工厂分布情况是：在欧洲、美国、加拿大，在珠海有一个土工布的工厂。从版块划分，块是防护织物，那防护织物就是滕卡特公司在300年前起步，是在这块起步的；土工布这块就是在珠海有一个非常大的工厂；第三版块就是人造草坪业务。北方的自然草生长可能会受到一些限制，所以就发展出人造草坪。上面这块就是我们负责航空航天领域的一些复合材料。
复合材料主要是在一些航空航天领域，主要是在一些轻量化的，针对市场热塑性复合材料为主；另外一个是汽车工业版块。
航空航天领域涉及到一些高温或其它一些有高性能的复合材料，在航天领域，目前在热塑性材料一般主要用的是次承受力结构件；在工业领域就是涉及到汽车和其它的一些石油管道。石油管道领域未来市场也是一个非常大的市场。
这个是飞机版块，飞机版块的业务包括高温的一些复合材料，包括热固性复合材料，包括飞机的雷达罩，包括飞机的内装结构，包括其它的一些工业领域。
从热塑性复合材料发展的趋势来说，开始应用的就是这些非金属内装结构，一直发展到次承力结构件。目前从民用领域一直发展到汽车包括石油管道的一些领域。
热塑性复合材料面临的一些挑战和问题，主要集中在低成本、减重，包括热塑性复合材料的属性工艺。
这个是我们热塑性材料、我们工厂一些情况的介绍，个就是预浸料，先热塑性材料和热固性材料它俩从本质上的区别，其实都是从预浸料开始，逐渐发展到热塑性材料的板材和相当于其它一些辅助成型工艺。而热固性材料目前来说就是以预浸料为主。
这是我们在跟其它一些OEM合作形成的规范体系，包括波音、空客、庞巴迪，还有其它一些供应商。热固性材料主要是以通航飞机为主，因为通航飞机将来在也是非常非常大的一个版块。很多人讲到一个非常热的话题是低成本制造，但是我个人理解所谓低成本制造低到到什么地方？是原材料上的制造还是工艺上的制造？
热塑性材料的一些性能优势先它的树脂体系密度会降低，第二它可以回收利用，第三一些热塑性材料它有一些防阻燃的功能，另外一个就是可回收。为什么要用热塑性材料？热固性材料现在已经发展到极限。纤维跟树脂混合，非常大的一个挑战就是纤维要求提供高的模量和强度，而树脂需要保护纤维。
从制造上来说，热塑性材料目前发展的以模压成型工艺为主，所谓模压成型就是快速成型。
热固性材料和热塑性材料的一些对比。从运输上来说，包括存储，热塑性材料是没有低温存储要求，而且它的力学性能寿命没有任何限制。热固性材料从冷库里拿出来要有一个回暖的过程，而热塑性材料直接放在普通的仓库里就可以用。现在国内热塑性材料用的人还很少，在切割上可能会有一些问题，切割钻空有一些热量产生以后，会把刀具给包裹住，而热固性材料就没有。这是热塑性材料的一个劣势，但是降温冷却以后这种现象就不会有。
这是几种比较关键的一些热塑性树脂体系，包括PPS；在工业应用上主要是一些尼龙和一些PC。
刚才介绍的所有这些树脂体系基本都可以与玻璃纤维、碳纤维，碳纤维包括这种织物，还有芳纶纤维形成复合材料，还有预浸料下游的一些板材。
热塑性复合材料树脂含量怎么控制？因为直接影响后续产品的质量，比如现在模压成型，模压成型的话板材的厚度直接影响到零件的成型质量，如果板材的厚度不均匀，压缩以后会有缺陷。
热塑性材料包括纤维，还有树脂基体这些属性参数。拿一个PPS举例来说，它的玻璃化温度应该是90度到93度左右，但是跟纤维复合了以后，它的软化温度会提升，这样的话会
热塑性材料成型的温度是非常高的，所以纤维要进行处理，有热固性材料用的热熔法，包括树脂粉末法形成的预浸料。
这种板材是预浸料根据客户的要求按照不同的角度去完成管材的压制，板材的厚度控制是非常均匀的。
管材的标准尺寸是铝合金板材是一样的。这边有个拼接缝，按照复合材料的规范来说的话，层和第二层之间的对缝是不能在同一个位置的。根据国际规范的要求，把接缝要错开。
我们这边的板材都要经过100%的无损检测，扫描检测一般都有图像存储，它要经过100%的厚度检测，对后续的工艺成型是个保障。
热塑性材料的成型工艺。个就是模压工艺，模压成型工艺比如说板材切割完成以后再加热，加热以后在模压机里成型的一个过程，这个成型周期一般不会超过3分钟。从热塑性材料角度来说，它单层的预浸料有10层的料，或者有更多层的料。一般加热温度比较好使，一般强调加热时间是18秒左右。另外一个是焊接工艺，焊接工艺包括电阻焊接、感应焊接和超声波焊接，这几种焊接方法适用于不同的部位。
模压成型控制板材的厚度是非常重要的，一般模压成型这种上下金属模具精度非常高，而如果板材厚度有偏差直接会一些厚度的缺陷。
热固性材料一般需要钻孔，而热塑性材料一般是冲孔，冲孔效率非常高，而且孔的精度也比较高，而且不会有分层。
热压罐成型热塑性材料层与层之间是没有粘性的。
另外一个就是BMC结构，就是这种短切纤维，这种短切纤维热塑性材料目前来说纤维的长度是3到25mm，也可以借鉴一下，用这种方法可以完成一些结构比较复杂的零件。一般是这种纤维先称重，比如我现在零件制品是20克，根据工艺要求称重需要多少短切纤维，把这个模具加热，然后模压，完成了零件制造。
包括热塑性材料的一些类似结构，包括联排座椅骨架。
这个管道是树脂体系、芳纶纤维，这个管子其实就是一个板子焊接上，这个管子是空客和波音飞机里边的一个空调管道。
现在应用多的还是这种角材结构，一架飞机里有成千上万个这种角材。
在汽车领域从次承力结构到主承力结构可以完成一些制造。在汽车领域我们和欧洲的一些供应商也有一些合作，这是一个汽车底盘，这是轮毂。
从核心能力来说板材制造--包括预浸料制造，可以根据客户的要求生产不同的板材结构或者预浸料的结构。我的演讲到这里，谢谢大家！
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