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TPO热压成型技术在汽车领域的应用
TPO热压成型技术在汽车领域的应用 2011年12月04日 来源： 热压成型制品商正在特种汽车和电动汽车的大型外部板件领域站稳脚跟。在这些应用领域，热压成型正在取代钢、铝、玻纤增强复合材料，有时甚至取代注塑成型的塑料件。热压成型有利于从汽车生产商按愿望生产转变到在设计和颜色方面 “成批定做”或“个性化”生产车辆。这适合于采用热压成型，因为与大多数现有制造方法相比，它的模具交货期更短，费用更低。在整个汽车业成功的故事里，日益被掌握的TPO热压成型工艺是一个因素。TPO是很便宜的低密度材料，但它们曾经很难加工成型，因为它们的熔体强度相对较低。热压成型的第二项进展出现在将ABS片材与耐候面层相结合所做出的改进上，它可以提供高质量（甚至A级）的装饰性。汽车生产商赞成这种整体着色方法，因为它避免了涂装的费用和环境的挑战。在一项新奇的应用方面，热压成型的装饰性表层在不涂漆的情况下给表面带来美感，与此同时，玻纤增强聚氨酯又提供了结构支承。TPO的高档应用TPO热压成型方面的一项巨大成功是在哥伦比亚为区域市场生产的雷诺轿车前保险杠的面板。这个经过涂漆的0.24in厚零件的两端各有深达1in的凹陷。 雷诺公司从注塑成型改成模压成型TPO的目标是想通过一项叫做每年只生产7000个零件的计划把模具成本降下来。Washington Penn公司供应TPO，热压成型商是哥伦比亚Cajica市的Thermform S.A.公司。行业报道说，注塑模具的交货时间要长得多，初始购置费也比热压成型高4～5倍。San Diego市McConnell公司从事该项目的咨询人士Art Buckel指出，创新的机具和深入的工艺开发是这项计划的关键。Thermform S.A.公司采用欧洲闭腔式模具，这种模具可以确保壁厚非常均匀。温控铝模具制造商Broke Mold公司副总裁Fritz Borke称，“这种模具开辟了一个新天地。”它的两端增加了可移动部分，在装有特殊导轨的耐磨青铜滑道内滑动。这种模具设计使带有深凹的零件成型和脱模成为可能。与此同时，一家TPO掺混商Solvay Engineered Polymers公司宣布了另一个热压成型和涂漆TPO车外板件方面的计划。TPO市场开发经理Eric Short说，相关的领域（特别是能够对TPO进行改进的领域）包括配件市场，比如轿车的脚踏板和后座部分的盖板，以及卡车和拖车的板件，比如防护板和端盖，这些都涉及相对中等的用量和过多的定做颜色。此外，TPO用于热压成型的成本低于共挤出的ABS/ASA片材。Short引用明尼苏达州Blooming Prairie市的Spray Control Systems公司作为例子，该公司热压成型Solvay的Dexflex E118 TPO卡车防护板。据说，这种卡车防护板需要具有极佳的抗低温冲击性能，并且涂漆表面质量相当于在这种车上通常采用的玻纤增强复合材料件。 在汽车零件市场方面，有一项获得成功的零件就是明尼苏达州St. Paul市TPi公司（以前的Thermoform Plastics公司）为福特车热压成型的脚踏板。TPi公司的国内销售经理Roger Jean说，这种有滥用倾向的用途切换到Solvay TPO却获得了突出的低温延性和刚性，因为这种零件能提供50种定做的颜色，采用涂漆是成本最低的装饰方法。行业报道预计，下阶段的TPO热压成型零件将采用耐候性高的光泽漆膜进行装饰或者共挤出罩面料来取代涂漆法。TPi公司的Jean 说，TPO的黏接性能差和拉伸比小，这仍然是一个挑战。尽管如此，TPO掺混料供应商Equistar Chemicals公司对未来做出了的展望。该公司展示了据说已经被一家北美汽车生产商批准为2004车型年度引入计划的热压成型TPO嵌板。这个突破性的零件采用可成型干漆膜层压到TPO上的方法达到A级表面光洁度。Equistar公司还正在开发专门为片材挤出和热压成型而优化的TPO牌号。热压成型的车顶蓬在Nashville展览会上展示的一种车顶板是由底特律的Arvin Meritor LLC公司为德国戴姆勒—克莱斯勒公司于2002年初推向市场的Micro Compact（MCC）Smart轿车生产的。这种零件采用了Krauss Maffei公司的一种独特的、将无漆薄膜成型（PFM）与长纤维注塑(LFI)聚氨酯相结合的工艺。先用热压成型法产生耐候的装饰性热塑性嵌件，随后在嵌件上被覆成型30%长玻纤增强聚氨酯。与SRIM相比，LFI是在RIM混合头里把连续玻纤粗纱切短，并采用机器人往返移动头将树脂和玻纤铺设在打开的模具里。ArvinMeritor公司高级工程管理人员Karim Dayoub说，这项突破是能够在不用涂漆的情况下使SRIM零件达到A级表面光洁度。据报道，组件满足了所需的结构要求，并且与其它铝制和压缩成型SMC等涂漆零件相比，具有较低的成本和CLTE。使这一进展成为可能的是来自奥地利Senoplast Klepsch公司生产的无油漆的0.5in厚ABS ASA PMMA共挤出片材。这种容易处理的薄膜（它带有一层可以剥掉的保护层）是热压成型的，用装有关节臂的机器人进行了修边，并且在连续的操作中被覆成型。热压成型设备是德国Geiss Machinenfabrik公司提供的（该公司在美国有一个新设立的直销办事处）。Dayoub说，PFM嵌件提供了醒目的金属黑色或银色装饰效果和A级表面质量。这个深度拉伸的板件整合了加强筋、柱螺栓和其它零件。它比铝制件的刚度大250%，重量轻30%。它的设计还把天线和其它电子部件整合到了车顶蓬里。Senoplast美国公司薄膜销售经理Mike Reeves说：“这在热压成型车外板件方面开拓了其他机遇。”他引用各种盖子、嵌板和尾门作为例子。除了热压成型之外，他预计Senotop 无漆膜将在压力成型或注塑成型法制造的大型、有广泛应用倾向的结构性车外零件领域受到欢迎。耐候的共挤出零件在Nashville展览会上，GE Plastics公司展示了为一种被称作 Neighborhood Electric Vehicles的电动汽车生产的热压成型无漆车外板件。这种低速的车辆，设计用于取代传统的邮车、面包车和高尔夫车。这类车辆中的一种就是北达科塔州Fargo市Global Electric Motorcars LLC公司（现在是戴姆勒—克莱斯勒的下属公司）制造的Global Electric Car(GEM)。GEM车要求采用具有光泽表面和高质量色泽的耐候车外板件，虽然它们的要求不如轿车的A级。GE Plastics公司与Spartech公司一起合作，后者为GEM车生产两层或三层共挤的片材。GEM的车顶蓬其它水平板件使用了一种Spartech公司新的叫作WeatherPro G的三层片材，它由ABS基层、ASA着色层和基于丙烯酸树脂的罩面层组成。ASA层含有金属的或者固体的颜料，可以提供良好的紫外线保护和颜色一致性。透明的罩面层使色饱和度衰减，并赋予耐划伤性能、高光泽度和光泽保持性能。竖直板件采用具有低光泽度、耐候性和良好的刚性／韧性平衡的Spartech ABS/ASA片材。Spartech公司还计划于近期推出一些共挤出的耐候TPO片材产品。另一家倡导无漆热压成型ABS/ASA零件的公司是拜耳Bayer。拜耳公司称，这些材料对非轿车的运输车辆领域的玻纤复合材料构成日益明显的挑战。拜耳公司的挤出财务经理Glenn Teer举出了Duoform Plastics公司为改造车辆生产的热压成型后板的例子。Duoform公司主管营销和新产品开发的副总裁Tom Werts说，ABS/ASA可以产生与涂漆SMC相类似的平滑、光泽、耐候的表面，而无需涂漆，还可以采用低成本的铝制模具，此外还减轻了重量和降低了成本，并消除了SMC树脂和油漆排出的挥发性有机化合物。拜耳公司的材料还用于由佛罗里达州奥立多市Piper Plastics公司热压成型的5in长的高尔夫车顶板，这种顶板是用0.88inABS/ASA片材成型的。(end)