不容錯(cuò)過，朗盛15年汽車輕量化布局大事記

在汽車輕量化材料領(lǐng)域，尤其是連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料領(lǐng)域，德國朗盛（Lanxess）公司是令人尊重的標(biāo)桿企業(yè)，研究它的崛起和發(fā)展對(duì)這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的不管是伙伴還是對(duì)手都具有極強(qiáng)的借鑒價(jià)值。

朗盛的歷史可以追溯到1863年，當(dāng)年作為合成染料制造商的弗里德里?！ぐ荻荆‵riedrich Bayer & Co.）成立。2004年，拜耳公司為了專注于醫(yī)療保健和營養(yǎng)品業(yè)務(wù)，將大部分化學(xué)品業(yè)務(wù)和將近三分之一的聚合物業(yè)務(wù)剝離出來，成立了獨(dú)立的公司，命名為朗盛。

按銷售額計(jì)算，朗盛是德國第四大化學(xué)品集團(tuán)，在全球擁有約15500名員工，分布在33個(gè)國家的59個(gè)生產(chǎn)基地。公司的產(chǎn)品主要集中在特殊化學(xué)品、基礎(chǔ)化學(xué)品、精細(xì)化學(xué)品、橡膠和塑料等領(lǐng)域。

朗盛看好復(fù)合材料在汽車輕量化上的應(yīng)用，因此除了獨(dú)力開發(fā)自產(chǎn)短纖增強(qiáng)尼龍的輕量化應(yīng)用以外，更是從公司成立的第三年（即2006年）起，便和連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料技術(shù)的領(lǐng)先企業(yè)Bond-Laminates（邦德層合品公司）共同成功地開發(fā)了數(shù)個(gè)汽車行業(yè)方面的項(xiàng)目。2012年9月，朗盛正式收購Bond-Laminates，并在2013年K展（德國杜塞爾多夫國際塑料及橡膠博覽會(huì)）現(xiàn)場繼續(xù)展出完全不含金屬的連續(xù)纖維增強(qiáng)產(chǎn)品，就此開始了在汽車輕量化材料方向上的深度布局。

朗盛的策略是提供連續(xù)纖維增強(qiáng)不同樹脂的Tepex? Dynalite系列板材。這種板材可以被塑造或預(yù)埋注塑（Overmolding），從而可以制作汽車底盤、座椅靠背、模塊支撐、電池控制臺(tái)、前端部件、制動(dòng)踏板和保險(xiǎn)杠橫梁等。由于Tepex在輕量級(jí)汽車工程中的潛在用途不斷增長，Lanxess專門建立了一個(gè)項(xiàng)目組，用以在Tepex組件開發(fā)的所有階段支持全球合作伙伴，直到產(chǎn)品發(fā)布。

這一策略收到了成效。2021財(cái)年朗盛成績斐然，雖然能源、原材料和貨運(yùn)成本攀升，但是這家特殊化學(xué)品公司的全年銷售額達(dá)到75.57億歐元，較上年增長了23.8%，而包含Tepex板材在內(nèi)的工程材料部銷售額達(dá)到17.08億歐元（得益于汽車工業(yè)需求的部分恢復(fù)），較上年增長44%，在集團(tuán)內(nèi)部交出了疫情背景下最亮眼的成績。

以下我們將以編年體形式給讀者朋友們分享一下朗盛公司過去15年來的汽車輕量化布局大事記：

Bond-Laminates成立于1997年，位于北萊茵-威斯特法倫州的布里?。˙rilon），專業(yè)從事增強(qiáng)塑料復(fù)合板如玻璃纖維的開發(fā)和生產(chǎn)，并以 TEPEX為品牌銷售。在合作項(xiàng)目中，Bond Laminates 提供Tepex dynalite半成品有機(jī)片材，朗盛則提供用于有機(jī)板材和注塑加工的定制尼龍6 Durethan。

2010年K展上，朗盛展示了奧迪（Audi）A8增強(qiáng)前端（此時(shí)采用的還是塑料-金屬復(fù)合技術(shù)，由鋁和Tepex片材經(jīng)尼龍6預(yù)埋注塑制成包含鋁和Tepex嵌件，由德國制備），這是此類輕質(zhì)有機(jī)板材的最早汽車應(yīng)用之一。該部件由麥格納（Magna）外飾生產(chǎn)，板材和定制尼龍則由Bond-Laminates GmbH和朗盛供應(yīng)。

同樣在2010年K展上，恩格爾（Engel）和克勞斯瑪菲（KraussMaffei）兩大機(jī)械公司分別演示了使用復(fù)合材料片材和尼龍樹脂進(jìn)行的預(yù)埋注塑技術(shù), 兩種技術(shù)分別命名為Organomelt和Fiber-Form。兩家公司均采用Bond Laminates的尼龍6浸漬玻纖織物片材和朗盛公司的尼龍6疊塑配混料進(jìn)行預(yù)埋注塑，均使用機(jī)器人在烘箱中以300℃預(yù)熱片材30~40秒鐘，然后把熱片材移送到注塑模，關(guān)閉模具使片材預(yù)成形后注入更多尼龍至特定部位。周期時(shí)間為33~55秒鐘。

2012年前后，朗盛聯(lián)合Bond-Laminates、Krauss Maffei和安全氣囊廠商Takata-Petri AG推出了一款安全氣囊模塊，由Tepex dynalite 102-RG600（6）/ 47％和40%短玻纖增強(qiáng)的Durethan BKV 240 H2.0定制級(jí)PA6注塑而成，厚度從3-4 mm減薄至0.5-1 mm，減重至少30%。

2012年，朗盛聯(lián)合德國采埃孚集團(tuán)弗里德里西港股份公司（腓特烈港，ZF Friedrichshafen AG）和Bond-Laminates開發(fā)出初代基于連續(xù)纖維增強(qiáng)PA6板配合Durethan BKV 30 H2.0（30%短玻纖增強(qiáng)）的復(fù)合材料剎車踏板，僅重355g，相比鋼材減重50%。

2012年9月，朗盛收購Bond-Laminates，從此將連續(xù)纖維增強(qiáng)板材的基體從PA逐步擴(kuò)展到PP、PC、PPS、TPU和PET等更寬類型。

2015年初，朗盛宣稱其生產(chǎn)的Tepex高性能復(fù)合材料能顯著提升壓縮成型部件的機(jī)械強(qiáng)度，并成功應(yīng)用于寶馬（BMW）i8汽車的后部消聲器隔熱罩。后者以朗盛Tepex dynalite 104- RG601制成的嵌層作面層，結(jié)合長纖維（直接）在線混配（D-LFT）工藝制得的玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料模壓制得。由于Tepex dynalite 104-RG601在高溫下也能保持剛性，因此可以確保隔熱罩在后消聲器的高溫環(huán)境中不發(fā)生變形或失效，此外，Tepex復(fù)合材料還能提高部件在冰凍溫度下的強(qiáng)度和抗沖擊性能。

除了前文提到的奧迪A8增強(qiáng)前端，最遲不晚于2016年，大眾阿特拉斯（Atlas）和途昂（Teramont ）SUV的前端模塊都使用了朗盛公司的Tepex dynalite 104-RG600作嵌件，比用鋼板制成的嵌件約輕50％。此外，連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料（CFRT）嵌件區(qū)域還可以承受更高的應(yīng)力。

2017年，德國汽車制造商GSI Deutschland正在為交付給道路基礎(chǔ)設(shè)施較差的國家的車型系列，配備一種采用特別堅(jiān)固的熱塑性復(fù)合材料結(jié)構(gòu)制成的發(fā)動(dòng)機(jī)底護(hù)板。開發(fā)的這種發(fā)動(dòng)機(jī)底盤，是由來自朗盛的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料Tepex dynalite 104-RG601與D-LFT玻纖增強(qiáng)PP復(fù)合材料組成。Tepex材料的韌性和拉伸強(qiáng)度使這種復(fù)合設(shè)計(jì)比以前的材料解決方案更能抵抗沖擊和損壞。新組件還可明顯減輕重量：Tepex D-LFT復(fù)合材料設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)底盤，比同等的鋼材組件輕60％以上，當(dāng)新材料代替鋁時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)托盤重量最輕可達(dá)到原來的20％。Polytec Group為之提供了工件設(shè)計(jì)。

2017年8月31日，朗盛宣布CFRT半成品Tepex dynalite正進(jìn)軍汽車內(nèi)飾領(lǐng)域。歐洲一家汽車制造商在其越野車的后座系統(tǒng)中采用了該材料。該制造商在車輛后座中間安裝了負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了座位靠背的獨(dú)立折疊。該負(fù)載元件經(jīng)Tepex dynalite成型并通過反向注入注塑模具而制成，質(zhì)量比類似鋼結(jié)構(gòu)輕40%以上，同時(shí)可承受加速載荷的撞擊，在追尾碰撞的情況下又能夠承受慣性力，避免乘客遭受擠壓。

（朗盛其實(shí)一直在進(jìn)行相關(guān)方向的技術(shù)積累，2010年就有報(bào)道指朗盛將Durethan BKV30H2.0用于開發(fā)高科技新型體育場座椅系統(tǒng)INTEGRA的主要構(gòu)件，為室外應(yīng)用提供了替代金屬的解決方案。）

恩格爾公司先后于Composites Europe 2018展會(huì)和2019年K展上展示了自己和德國博澤（Brose）公司合作開發(fā)的熱塑復(fù)材車門：幾片不同厚度的CFRT板材經(jīng)過紅外加熱后，放入模具，最后利用其Organomelt工藝注塑成型產(chǎn)品。

在與朗盛合作的Organomelt 工藝中，基于有機(jī)板材以及單向（UD）玻纖或碳纖增強(qiáng)帶材的熱塑性纖維復(fù)合材料半成品在專門為此技術(shù)開發(fā)的紅外爐中進(jìn)行加熱。然后由機(jī)械手裝入注塑模具，并在那里通過僅一個(gè)工作步驟塑形和功能化。例如，以連續(xù)玻纖增強(qiáng)的聚丙烯有機(jī)板材Tepex dynalite制備加強(qiáng)筋或裝配元件，再作為嵌件用非連續(xù)纖維增強(qiáng)的聚丙烯材料進(jìn)行直接注射（預(yù)埋注塑）。這實(shí)現(xiàn)了非常高效且完全自動(dòng)化的生產(chǎn)過程，從而降低了單位成本。

恩格爾的 Organomelt 工藝，被法雷奧（Valeo）集團(tuán)用于為2018款梅賽德斯-奔馳GLE SUV生產(chǎn)集成了空氣導(dǎo)管的前端支架。該前端支架包括兩個(gè)焊接復(fù)合半殼，由朗盛的聚丙烯基Tepex dynalite 104-RG600（3）/ 47%有機(jī)板材截面制成，長約1.2米，長0.35米寬度。兩個(gè)殼體均采用混合模制工藝（含注塑成型）制造，使用具有兩個(gè)腔體的注塑工具。質(zhì)量比采用鋼板制成的同類設(shè)計(jì)降低 30%，同時(shí)提供了出色的碰撞性能和扭轉(zhuǎn)剛度，因無需局部增強(qiáng)應(yīng)用成本增加相對(duì)較少。2018年7月，該結(jié)構(gòu)部件憑借基于有機(jī)片材的創(chuàng)新生產(chǎn)及其卓越性能而獲得了美國塑料工程師學(xué)會(huì)（SPE）頒發(fā)的一項(xiàng)汽車大獎(jiǎng)。

2018年，來自德國的汽車一級(jí)供應(yīng)商Boge Rubber & Plastics Group（原采埃孚集團(tuán)旗下汽車底盤技術(shù)部門，2014年被株洲時(shí)代新材收購）宣稱推出了世界上首個(gè)量產(chǎn)CFRT汽車制動(dòng)踏板（2015年立項(xiàng)），滿足了汽車廠對(duì)安全性和經(jīng)濟(jì)性的要求。朗盛高性能材料（HPM）業(yè)務(wù)部與Boge攜手開發(fā)的這款嵌有Tepex dynalite材料的全塑剎車踏板采用了獨(dú)特的設(shè)計(jì)方案，混合使用了三種不同的復(fù)合材料，并引入了與眾不同的生產(chǎn)工藝。它的重量僅有傳統(tǒng)鋼制踏板的一半左右，可利用成本效益極佳的一次成型工藝進(jìn)行大規(guī)模制造。此外，其內(nèi)置Tepex嵌片的多軸纖維層結(jié)構(gòu)能夠滿足較高的負(fù)載要求。此種安全部件當(dāng)時(shí)用于保時(shí)捷帕拉梅拉（Panamera）與賓利歐陸（Continental）GT等汽車中，后來又應(yīng)用至2020年推出的保時(shí)捷第一款量產(chǎn)型電動(dòng)跑車保時(shí)捷Taycan上。

朗盛為2019款保時(shí)捷911 Carrera Cabriolet跑車（敞篷版3D混合動(dòng)力汽車）設(shè)計(jì)開發(fā)了輕質(zhì)A柱。支柱殼體由高強(qiáng)度鋼制成，并通過每個(gè)支柱內(nèi)部的CBS插入物進(jìn)行穩(wěn)定和加固（替換了沉重的鋼管式防傾桿）。混合插件的強(qiáng)度確保了A柱性能與以往高強(qiáng)度鋼管一樣能夠承受側(cè)翻，而且它使車輛重量減少了5.4公斤（2.7公斤/立柱）。

2019年7月，朗盛宣稱在佛吉亞（Faurecia）汽車座椅公司為奧迪A8配備的兩個(gè)電動(dòng)可調(diào)節(jié)的獨(dú)立后排座椅的外殼上，使用了基于連續(xù)纖維增強(qiáng)的Tepex Dynalite 102-RG600(2)/47%和短纖增強(qiáng)的Durethan BKV30H2.0材料的復(fù)合成型工藝（預(yù)埋注塑）。復(fù)合材料設(shè)計(jì)的輕量化后座外殼，與鋼板相比，重量減輕45%；且得益于高度的功能集成的具有成本效益的組件解決方案，在自動(dòng)駕駛座椅設(shè)計(jì)中頗具應(yīng)用潛力。

2020年2月，朗盛宣布與合作伙伴開發(fā)了以顆粒泡沫復(fù)合材料注塑（PCIM）工藝生產(chǎn)的兒童座椅頭枕，并包含由Tepex連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制造的嵌件。與商業(yè)生產(chǎn)的組件變體相比，頭枕的重量降低了30％，但不影響其出色的碰撞性能。由于零件數(shù)量從六個(gè)減少到一個(gè)，因此生產(chǎn)過程也得到了簡化。

2021年8月，朗盛和韓國汽車零部件專家IFAC宣布共同開發(fā)電池外殼。它使用無鹵、阻燃和玻纖增強(qiáng)的尼龍6材料Durethan BKV30FN04以滿足嚴(yán)格的機(jī)械和化學(xué)性能要求。朗盛指出，該材料具有高度可加工性，能夠集成外殼部件所需的復(fù)雜功能，從而減少零件數(shù)量，簡化裝配過程，減輕重量。該外殼已被采用系列生產(chǎn)的EV車型并由韓國OEM在2021推出。

2021年11月，朗盛宣稱和Kautex Textron GmbH & Co. KG（德事隆集團(tuán)旗下考泰斯公司）共同開發(fā)了一個(gè)近乎系列化的全塑電池外殼技術(shù)樣品。該系統(tǒng)的長度和寬度各約為1400毫米，是一個(gè)技術(shù)復(fù)雜的大尺寸全塑料外殼部件，完全免除了金屬加固結(jié)構(gòu)的使用，重量在10公斤左右。該樣品在C級(jí)電動(dòng)車的電池外殼基礎(chǔ)上開發(fā)，包括一個(gè)帶有碰撞結(jié)構(gòu)的外殼托盤、一個(gè)外殼蓋和一個(gè)車底保護(hù)。外殼部件可通過單階段D-LFT成型工藝生產(chǎn)（朗盛已經(jīng)優(yōu)化了Durethan B24CMH2.0作為D-LFT成型化合物的材料）。Kautex Textron用玻璃纖維粗紗對(duì)該工藝的PA6進(jìn)行復(fù)合。外殼結(jié)構(gòu)的局部加固采用朗盛的Tepex dynalite品牌的CFRT材料Tepexdynalite 104-RGUD600(4)/47%進(jìn)行。與加工鋼或鋁的工藝相比，該工藝能夠縮短周期時(shí)間，從而更經(jīng)濟(jì)。

同樣在2021年11月，朗盛Lanxess宣稱開發(fā)了為梅賽德斯-奔馳 S級(jí)轎車的高自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)Intelligent Drive供電的電池托架。弓形托架由總部位于德國勒訥（Lohne）的Poeppelmann Kunststoff-Technik GmbH & Co. KG制造，采用的原料是基于聚丙烯的Tepexdynalite 104-RGUD600(4)/47%。制造方法是兩步法，將復(fù)合材料的成型（懸垂）與注塑相結(jié)合。復(fù)合材料成品比相應(yīng)的金屬制品輕40%。注塑步驟還能將功能整合起來，從而降低安裝托架的物流工作量。

托架的作用是在汽車后備箱中僅通過夾緊的方式牢固支撐重約10公斤的電池，即使在汽車受到碰撞后產(chǎn)生巨大加速度作用力時(shí)也能將電池保持在固定位置。托架經(jīng)過設(shè)計(jì)，可以確保大部分受力從作用點(diǎn)通過復(fù)合材料的連續(xù)玻璃纖維傳遞出去。這樣可以充分利用Tepex坯料提供的高強(qiáng)度和高剛度。

朗盛公司最新推出了名為Tepex flowcore的長纖維增強(qiáng)熱塑復(fù)材系列，用于多種壓縮成型工藝。新的復(fù)合材料被設(shè)計(jì)為熱固性片狀模塑料（SMCs）的替代品。它們具有類似的機(jī)械性能，延展性更強(qiáng)，但是作為熱塑性材料組合的Tepex Flowcore比SMC更容易回收。該材料的增強(qiáng)相可以是玻纖或碳纖（這些纖維最長可達(dá)50毫米，以恒定長度的切割纖維形式分布在整個(gè)基體中），基體則是聚丙烯、聚酰胺6、聚酰胺12、熱塑性聚氨酯或阻燃聚碳酸酯中的一種。該材料擬用于汽車的大型車底板部件和裝載艙井，或者大型外殼和電池蓋等部件?，F(xiàn)已在日本某汽車制造商的一款中型轎車的保險(xiǎn)杠橫梁上得到了批量應(yīng)用。

2022年6月1日，朗盛與安宏資本（Advent International）簽署了一項(xiàng)收購荷蘭皇家帝斯曼集團(tuán)的帝斯曼工程材料業(yè)務(wù)（DEM）的協(xié)議，希望將后者并入HPM部門的一部分。此項(xiàng)交易的收購價(jià)格約為37億歐元。若收購順利，這筆交易將刷新朗盛收購規(guī)模的紀(jì)錄。很顯然，朗盛公司在輕量化工程塑料方面的雄心和腳步都在繼續(xù)……