不容错过，朗盛15年汽车轻量化布局大事记

在汽车轻量化材料领域，尤其是连续纤维增强热塑性复合材料领域，德国朗盛（Lanxess）公司是令人尊重的标杆企业，研究它的崛起和发展对这个领域内的不管是伙伴还是对手都具有极强的借鉴价值。

朗盛的历史可以追溯到1863年，当年作为合成染料制造商的弗里德里希·拜耳公司（Friedrich Bayer & Co.）成立。2004年，拜耳公司为了专注于医疗保健和营养品业务，将大部分化学品业务和将近三分之一的聚合物业务剥离出来，成立了独立的公司，命名为朗盛。

按销售额计算，朗盛是德国第四大化学品集团，在全球拥有约15500名员工，分布在33个国家的59个生产基地。公司的产品主要集中在特殊化学品、基础化学品、精细化学品、橡胶和塑料等领域。

朗盛看好复合材料在汽车轻量化上的应用，因此除了独力开发自产短纤增强尼龙的轻量化应用以外，更是从公司成立的第三年（即2006年）起，便和连续纤维增强复合材料技术的领先企业Bond-Laminates（邦德层合品公司）共同成功地开发了数个汽车行业方面的项目。2012年9月，朗盛正式收购Bond-Laminates，并在2013年K展（德国杜塞尔多夫国际塑料及橡胶博览会）现场继续展出完全不含金属的连续纤维增强产品，就此开始了在汽车轻量化材料方向上的深度布局。

朗盛的策略是提供连续纤维增强不同树脂的Tepex® Dynalite系列板材。这种板材可以被塑造或预埋注塑（Overmolding），从而可以制作汽车底盘、座椅靠背、模块支撑、电池控制台、前端部件、制动踏板和保险杠横梁等。由于Tepex在轻量级汽车工程中的潜在用途不断增长，Lanxess专门建立了一个项目组，用以在Tepex组件开发的所有阶段支持全球合作伙伴，直到产品发布。

这一策略收到了成效。2021财年朗盛成绩斐然，虽然能源、原材料和货运成本攀升，但是这家特殊化学品公司的全年销售额达到75.57亿欧元，较上年增长了23.8%，而包含Tepex板材在内的工程材料部销售额达到17.08亿欧元（得益于汽车工业需求的部分恢复），较上年增长44%，在集团内部交出了疫情背景下最亮眼的成绩。

以下我们将以编年体形式给读者朋友们分享一下朗盛公司过去15年来的汽车轻量化布局大事记：

Bond-Laminates成立于1997年，位于北莱茵-威斯特法伦州的布里隆（Brilon），专业从事增强塑料复合板如玻璃纤维的开发和生产，并以 TEPEX为品牌销售。在合作项目中，Bond Laminates 提供Tepex dynalite半成品有机片材，朗盛则提供用于有机板材和注塑加工的定制尼龙6 Durethan。

2010年K展上，朗盛展示了奥迪（Audi）A8增强前端（此时采用的还是塑料-金属复合技术，由铝和Tepex片材经尼龙6预埋注塑制成包含铝和Tepex嵌件，由德国制备），这是此类轻质有机板材的最早汽车应用之一。该部件由麦格纳（Magna）外饰生产，板材和定制尼龙则由Bond-Laminates GmbH和朗盛供应。

同样在2010年K展上，恩格尔（Engel）和克劳斯玛菲（KraussMaffei）两大机械公司分别演示了使用复合材料片材和尼龙树脂进行的预埋注塑技术, 两种技术分别命名为Organomelt和Fiber-Form。两家公司均采用Bond Laminates的尼龙6浸渍玻纤织物片材和朗盛公司的尼龙6叠塑配混料进行预埋注塑，均使用机器人在烘箱中以300℃预热片材30~40秒钟，然后把热片材移送到注塑模，关闭模具使片材预成形后注入更多尼龙至特定部位。周期时间为33~55秒钟。

2012年前后，朗盛联合Bond-Laminates、Krauss Maffei和安全气囊厂商Takata-Petri AG推出了一款安全气囊模块，由Tepex dynalite 102-RG600（6）/ 47％和40%短玻纤增强的Durethan BKV 240 H2.0定制级PA6注塑而成，厚度从3-4 mm减薄至0.5-1 mm，减重至少30%。

2012年，朗盛联合德国采埃孚集团弗里德里西港股份公司（腓特烈港，ZF Friedrichshafen AG）和Bond-Laminates开发出初代基于连续纤维增强PA6板配合Durethan BKV 30 H2.0（30%短玻纤增强）的复合材料刹车踏板，仅重355g，相比钢材减重50%。

2012年9月，朗盛收购Bond-Laminates，从此将连续纤维增强板材的基体从PA逐步扩展到PP、PC、PPS、TPU和PET等更宽类型。

2015年初，朗盛宣称其生产的Tepex高性能复合材料能显著提升压缩成型部件的机械强度，并成功应用于宝马（BMW）i8汽车的后部消声器隔热罩。后者以朗盛Tepex dynalite 104- RG601制成的嵌层作面层，结合长纤维（直接）在线混配（D-LFT）工艺制得的玻纤增强聚丙烯材料模压制得。由于Tepex dynalite 104-RG601在高温下也能保持刚性，因此可以确保隔热罩在后消声器的高温环境中不发生变形或失效，此外，Tepex复合材料还能提高部件在冰冻温度下的强度和抗冲击性能。

除了前文提到的奥迪A8增强前端，最迟不晚于2016年，大众阿特拉斯（Atlas）和途昂（Teramont ）SUV的前端模块都使用了朗盛公司的Tepex dynalite 104-RG600作嵌件，比用钢板制成的嵌件约轻50％。此外，连续纤维增强热塑性复合材料（CFRT）嵌件区域还可以承受更高的应力。

2017年，德国汽车制造商GSI Deutschland正在为交付给道路基础设施较差的国家的车型系列，配备一种采用特别坚固的热塑性复合材料结构制成的发动机底护板。开发的这种发动机底盘，是由来自朗盛的连续纤维增强热塑性复合材料Tepex dynalite 104-RG601与D-LFT玻纤增强PP复合材料组成。Tepex材料的韧性和拉伸强度使这种复合设计比以前的材料解决方案更能抵抗冲击和损坏。新组件还可明显减轻重量：Tepex D-LFT复合材料设计的发动机底盘，比同等的钢材组件轻60％以上，当新材料代替铝时，发动机托盘重量最轻可达到原来的20％。Polytec Group为之提供了工件设计。

2017年8月31日，朗盛宣布CFRT半成品Tepex dynalite正进军汽车内饰领域。欧洲一家汽车制造商在其越野车的后座系统中采用了该材料。该制造商在车辆后座中间安装了负载，实现了座位靠背的独立折叠。该负载元件经Tepex dynalite成型并通过反向注入注塑模具而制成，质量比类似钢结构轻40%以上，同时可承受加速载荷的撞击，在追尾碰撞的情况下又能够承受惯性力，避免乘客遭受挤压。

（朗盛其实一直在进行相关方向的技术积累，2010年就有报道指朗盛将Durethan BKV30H2.0用于开发高科技新型体育场座椅系统INTEGRA的主要构件，为室外应用提供了替代金属的解决方案。）

恩格尔公司先后于Composites Europe 2018展会和2019年K展上展示了自己和德国博泽（Brose）公司合作开发的热塑复材车门：几片不同厚度的CFRT板材经过红外加热后，放入模具，最后利用其Organomelt工艺注塑成型产品。

在与朗盛合作的Organomelt 工艺中，基于有机板材以及单向（UD）玻纤或碳纤增强带材的热塑性纤维复合材料半成品在专门为此技术开发的红外炉中进行加热。然后由机械手装入注塑模具，并在那里通过仅一个工作步骤塑形和功能化。例如，以连续玻纤增强的聚丙烯有机板材Tepex dynalite制备加强筋或装配元件，再作为嵌件用非连续纤维增强的聚丙烯材料进行直接注射（预埋注塑）。这实现了非常高效且完全自动化的生产过程，从而降低了单位成本。

恩格尔的 Organomelt 工艺，被法雷奥（Valeo）集团用于为2018款梅赛德斯-奔驰GLE SUV生产集成了空气导管的前端支架。该前端支架包括两个焊接复合半壳，由朗盛的聚丙烯基Tepex dynalite 104-RG600（3）/ 47%有机板材截面制成，长约1.2米，长0.35米宽度。两个壳体均采用混合模制工艺（含注塑成型）制造，使用具有两个腔体的注塑工具。质量比采用钢板制成的同类设计降低 30%，同时提供了出色的碰撞性能和扭转刚度，因无需局部增强应用成本增加相对较少。2018年7月，该结构部件凭借基于有机片材的创新生产及其卓越性能而获得了美国塑料工程师学会（SPE）颁发的一项汽车大奖。

2018年，来自德国的汽车一级供应商Boge Rubber & Plastics Group（原采埃孚集团旗下汽车底盘技术部门，2014年被株洲时代新材收购）宣称推出了世界上首个量产CFRT汽车制动踏板（2015年立项），满足了汽车厂对安全性和经济性的要求。朗盛高性能材料（HPM）业务部与Boge携手开发的这款嵌有Tepex dynalite材料的全塑刹车踏板采用了独特的设计方案，混合使用了三种不同的复合材料，并引入了与众不同的生产工艺。它的重量仅有传统钢制踏板的一半左右，可利用成本效益极佳的一次成型工艺进行大规模制造。此外，其内置Tepex嵌片的多轴纤维层结构能够满足较高的负载要求。此种安全部件当时用于保时捷帕拉梅拉（Panamera）与宾利欧陆（Continental）GT等汽车中，后来又应用至2020年推出的保时捷第一款量产型电动跑车保时捷Taycan上。

朗盛为2019款保时捷911 Carrera Cabriolet跑车（敞篷版3D混合动力汽车）设计开发了轻质A柱。支柱壳体由高强度钢制成，并通过每个支柱内部的CBS插入物进行稳定和加固（替换了沉重的钢管式防倾杆）。混合插件的强度确保了A柱性能与以往高强度钢管一样能够承受侧翻，而且它使车辆重量减少了5.4公斤（2.7公斤/立柱）。

2019年7月，朗盛宣称在佛吉亚（Faurecia）汽车座椅公司为奥迪A8配备的两个电动可调节的独立后排座椅的外壳上，使用了基于连续纤维增强的Tepex Dynalite 102-RG600(2)/47%和短纤增强的Durethan BKV30H2.0材料的复合成型工艺（预埋注塑）。复合材料设计的轻量化后座外壳，与钢板相比，重量减轻45%；且得益于高度的功能集成的具有成本效益的组件解决方案，在自动驾驶座椅设计中颇具应用潜力。

2020年2月，朗盛宣布与合作伙伴开发了以颗粒泡沫复合材料注塑（PCIM）工艺生产的儿童座椅头枕，并包含由Tepex连续纤维增强热塑性复合材料制造的嵌件。与商业生产的组件变体相比，头枕的重量降低了30％，但不影响其出色的碰撞性能。由于零件数量从六个减少到一个，因此生产过程也得到了简化。

2021年8月，朗盛和韩国汽车零部件专家IFAC宣布共同开发电池外壳。它使用无卤、阻燃和玻纤增强的尼龙6材料Durethan BKV30FN04以满足严格的机械和化学性能要求。朗盛指出，该材料具有高度可加工性，能够集成外壳部件所需的复杂功能，从而减少零件数量，简化装配过程，减轻重量。该外壳已被采用系列生产的EV车型并由韩国OEM在2021推出。

2021年11月，朗盛宣称和Kautex Textron GmbH & Co. KG（德事隆集团旗下考泰斯公司）共同开发了一个近乎系列化的全塑电池外壳技术样品。该系统的长度和宽度各约为1400毫米，是一个技术复杂的大尺寸全塑料外壳部件，完全免除了金属加固结构的使用，重量在10公斤左右。该样品在C级电动车的电池外壳基础上开发，包括一个带有碰撞结构的外壳托盘、一个外壳盖和一个车底保护。外壳部件可通过单阶段D-LFT成型工艺生产（朗盛已经优化了Durethan B24CMH2.0作为D-LFT成型化合物的材料）。Kautex Textron用玻璃纤维粗纱对该工艺的PA6进行复合。外壳结构的局部加固采用朗盛的Tepex dynalite品牌的CFRT材料Tepexdynalite 104-RGUD600(4)/47%进行。与加工钢或铝的工艺相比，该工艺能够缩短周期时间，从而更经济。

同样在2021年11月，朗盛Lanxess宣称开发了为梅赛德斯-奔驰 S级轿车的高自动驾驶辅助系统Intelligent Drive供电的电池托架。弓形托架由总部位于德国勒讷（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%。制造方法是两步法，将复合材料的成型（悬垂）与注塑相结合。复合材料成品比相应的金属制品轻40%。注塑步骤还能将功能整合起来，从而降低安装托架的物流工作量。

托架的作用是在汽车后备箱中仅通过夹紧的方式牢固支撑重约10公斤的电池，即使在汽车受到碰撞后产生巨大加速度作用力时也能将电池保持在固定位置。托架经过设计，可以确保大部分受力从作用点通过复合材料的连续玻璃纤维传递出去。这样可以充分利用Tepex坯料提供的高强度和高刚度。

朗盛公司最新推出了名为Tepex flowcore的长纤维增强热塑复材系列，用于多种压缩成型工艺。新的复合材料被设计为热固性片状模塑料（SMCs）的替代品。它们具有类似的机械性能，延展性更强，但是作为热塑性材料组合的Tepex Flowcore比SMC更容易回收。该材料的增强相可以是玻纤或碳纤（这些纤维最长可达50毫米，以恒定长度的切割纤维形式分布在整个基体中），基体则是聚丙烯、聚酰胺6、聚酰胺12、热塑性聚氨酯或阻燃聚碳酸酯中的一种。该材料拟用于汽车的大型车底板部件和装载舱井，或者大型外壳和电池盖等部件。现已在日本某汽车制造商的一款中型轿车的保险杠横梁上得到了批量应用。

2022年6月1日，朗盛与安宏资本（Advent International）签署了一项收购荷兰皇家帝斯曼集团的帝斯曼工程材料业务（DEM）的协议，希望将后者并入HPM部门的一部分。此项交易的收购价格约为37亿欧元。若收购顺利，这笔交易将刷新朗盛收购规模的纪录。很显然，朗盛公司在轻量化工程塑料方面的雄心和脚步都在继续……