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輕量化是未來汽車發展的重要方向，因此汽車輕量化材料的研發及應用也成為各國研究機構、汽車制造商及零部件企業關注的重點。利用高穩定性的纖維塑料復合材料替代金屬元件是一種重要的輕量化方法。
近日，來自德國Fraunhofer IMWS（弗勞恩霍夫材料與系統微結構研究所）的一組研發團隊與其合作伙伴共同開發了長纖維增強塑料復合材料。這種新型長纖維增強塑料復合材料不僅具有輕量化特性，而且還可以利用可再生原料生產。纖維塑料復合材料具有強度高、剛性好、密度低的優點，是輕質結構的理想材料。同時，纖維增強材料還具有良好的阻尼性能，對腐蝕和風化有很強的抵抗能力。
在與德國BYK Chemie GmbH和德國GK Concept GmbH公司的聯合研發項目中，Fraunhofer IMWS研發了一種由連續纖維增強生物基復合材料制成的半成品，這種半成品被稱為“UD帶”，“UD帶”包含平行疊加的連續纖維和基于聚乳酸的熱塑性基質，通過將纖維嵌入基質中形成長纖維增強薄膜，將多個薄膜層進行疊加和熱壓形成了高性能板材。在后續應用中，對其進行處理可以使零件的纖維取向適應負載情況。
Fraunhofer IMWS這一項目的目標是在塑料和纖維的生產過程中，通過生物替代材料來減少原油基材料的使用，而生物替代材料以可再生材料為原料，從而實現環保的目的。研究人員開發的聚合物混合物70%由生物替代材料構成，該混合物由聚丙烯和聚乳酸組成，聚乳酸可以通過甘蔗和玉米合成。在薄膜浸漬過程中，將非定向排列的再生纖維素纖維與研制的混合物塑料薄膜結合，形成“UD帶”，使其壓制形成非常穩定的疊層材料。將這種材料應用于汽車內飾件，不但可以減重高達20%，同時可以提高性能，其抗彎強度超過90%的傳統生物材料。這種新型材料可以用于制造特定的結構輕量化構件。
Fraunhofer IMWS熱塑性塑料纖維復合半成品組的負責人Ivonne Jahn表示：我們將高質量的生物基纖維與作為主料的生物熱塑性基質相結合，從而獲得具有非常好的彎曲、拉伸等機械性能的材料，這些研發工作對于可持續的輕量化結構應用是非常好的促進。他們與GKC GmbH合作在Fraunhofer的示范工廠中使用混合注塑和壓制方法生產了多種的示范元件，例如扶手。
此類技術和材料的發展為這些生物基聚合物復合材料未來在汽車制造業的使用奠定了基礎，增強了輕量化結構的發展潛力，在新一代材料應用中，生物基復合材料扮演者不可或缺的角色。
（來源：Kunststoffe）
中國模具工業協會國際部編譯
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