20161219-鍗庡垱璇佸埜-鏈烘璁惧-杞婚噺鍖栫郴鍒楁繁搴︽姤鍛婁簩-鏈€娣卞叆绉戞櫘闀跨幓绾ゅ寮哄鏂欙紝鎶婃彙杞婚噺鏈潵.pdf

证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 未经许可，禁止转载 证 券 研 究 报 告 行业深度研究报告 机械设备 轻量化系列深度报告二：最深入科普长玻纤增强塑料，把握轻量未来 行业评级推荐 评级变动维持 要要 点点 长玻纤增强塑料是一种出色的轻量化复合材料，较碳纤维复材更容易大规模商业化应用，目前在国外已广泛应用于汽车零部件制造，市场规模达千亿级别。而限制其国内推广的主要因素为制造加工工艺不高和对下游理解不深，今年以上都得到改善且相关制品呈现放量迹象，投资机会已现。紧接海源机械深度报告，我们推出轻量化系列深度第二篇，深度科普长玻纤增强塑料，以期共同前瞻把握轻量未来。主要观点主要观点 1.1.长玻纤增强塑料优点显著，在汽车轻量化长玻纤增强塑料优点显著，在汽车轻量化领域领域有重要有重要价值价值?汽车轻量化采用长玻纤增强塑料有三大优势：（1）轻质高强，轻量化效果显著；（2）适合模块化设计，减少零部件数量和工序数量，提高组装效率；（3）显著降低模具费用和固定资产投入，更具经济性。基于以上因素，长玻纤增强塑料是汽车轻量化的必备之选。2.2.长玻纤增强塑料主要分为以长玻纤增强塑料主要分为以 SMCSMC 为代表的热固性材料和以为代表的热固性材料和以 LFTLFT 为代为代表的热塑性材料，国内缺乏高端产品表的热塑性材料，国内缺乏高端产品?利用 SMC 代替钢材可减重 35%以上，若加工工艺达到 A 级表面，可用于汽车外观件。目前 SMC 在欧美市场已经大量用于生产车壳外板、结构件等零部件，但国内因为表面处理技术落后，主要用于生产非外观部件。?LFT 材料较 SMC 密度更小，成型更快，且可回收利用，在汽车行业的应用快速增长，主要用于制造前端模块框架、仪表盘、蓄电池托架等汽车零部件。?LFT 有 GMT、LFT-G、LFT-D 三大生产工艺，其中 LFT-D 工艺无需生成半成品，可直接在线成型获得 LFT 制品，较其他工艺可降低成本20%-50%，产品性能更优越，是目前最先进的生产工艺。在性能与成本的综合要求下，LFT-D 在线生产工艺长玻纤增强塑料行业发展的明确方向。3 3.LFT.LFT 成全球复合材料行业发展重点成全球复合材料行业发展重点，中国，中国长玻纤增强塑料长玻纤增强塑料大有可为大有可为?欧洲市场 LFT 热塑性复材产量增速远超行业总体，是玻纤增强塑料行业的主要增长贡献点，且增量主要来自于下游汽车行业；?日本下一代轻量化材料瞄准 LFT 热塑性复合材料，且将重点应用 证券分析师：李佳 执业编号：S0360514110001 电话：021-31758488 邮箱： 证券分析师：鲁佩 执业编号：S0360516080001 电话：021-20572553 邮箱： 联系人：胡刚 电话：021-20572567 邮箱： 联系人：赵志铭 电话：021-20572567 邮箱： 联系人：娄湘虹 电话：021-20572567 邮箱： 公司名称及代码公司名称及代码 评级评级 海源机械（002529）强推 金发科技（600143）推荐 长海股份（300196）推荐 -32%18%2015-12-152016-12-13沪深300机械设备相关研究报告 行业表现对比图(近 12 个月)推荐公司及评级 证券分析师 行业研究 机械设备 2016 年12 月 19 日 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 2 LFT-D 生产工艺；?中国市场热塑性复合材料保持高增速，为行业贡献 77%的增长；且随着海源机械等 LFT-D 工艺和具有 A 级表面 SMC 材料的推广成功，中国长玻纤增强塑料的应用有望再上一个台阶。4 4.长玻纤增强塑料仅汽车长玻纤增强塑料仅汽车&建筑市场规模便超千亿，潜力无限建筑市场规模便超千亿，潜力无限?发达国家汽车平均用塑料量占车重的 12%，预计到 2020 年可达近30%。我国汽车塑料用量仅占 7.3%，相比发达国家有很大发展空间，预计到 2020 年可达到 20%，届时市场空间可达 2310 亿元。此外新能源汽车的快速发展也会带来更多的轻量化需求。?玻纤增强塑料制造的建筑模板已用于房建市场，并向轨交、管廊等公建市场延伸。根据目前财政部与发改委已经公布的 PPP 示范项目，轨道交通项目总投资达 1.2 万亿，管廊建设项目总投资达 4252亿，两者合计对建筑模板的需求可达 581-911 亿元。5 5.推荐标的推荐标的?海源机械（强推）、金发科技（化工覆盖）、长海股份（化工覆盖）。6.6.风险提示风险提示?下游推广不及预期。行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 3 目录 一、长玻纤增强塑料：汽车、建筑轻量化的优质之选一、长玻纤增强塑料：汽车、建筑轻量化的优质之选.5（一）玻纤增强塑料主要分为热塑性和热固性，且有长玻纤和短玻纤之分.5（二）汽车行业是长玻纤增强塑料重要下游应用领域.7 二、热固性材料二、热固性材料 SMC：汽车领域应用成熟，关注具备：汽车领域应用成熟，关注具备 A级表面处理能力企业级表面处理能力企业.10（一）SMC 热固性材料及其制品成型工艺.10 1、SMC 片材成型工艺.10 2、SMC 制品成型工艺.11（二）SMC 热固性材料在汽车领域得到广泛应用，国内具有 A 级表面处理能力企业稀缺.12 三、热塑性材料三、热塑性材料 LFT：成后起之秀，：成后起之秀，LFT-D 工艺是行业发展方向工艺是行业发展方向.13（一）GMT：应用最广泛的 LFT 生产工艺.13 1、GMT 的干法生产工艺.14 2、GMT 的湿法生产工艺.14（二）LFT-G：旧工艺的创新之作.15（三）LFT-D：最先进的生产工艺，显著降低成本.16（四）LFT 的典型应用：汽车前端模块框架等.18 四、中外玻纤增强塑料行业发展现状：四、中外玻纤增强塑料行业发展现状：LFT长玻纤增强塑料是重要方向长玻纤增强塑料是重要方向.19（一）欧洲：LFT 成行业主要增长点.19（二）中国：热塑性复合材料产量快速上涨，行业集中度仍较低.20（三）日本：瞄准热塑性复合材料，采用 LFT-D 工艺.21 五、汽车、建筑行业需求正放开，五、汽车、建筑行业需求正放开，GRP发展潜力无限发展潜力无限.21（一）汽车行业增强塑料应用空间巨大，新能源汽车是重要突破点.21（二）建筑模板应用延伸至轨交、管廊公建市场，受益 PPP 项目开始放量.22 六、推荐标的六、推荐标的.23（一）海源机械：掌握 LFT-D 生产工艺，汽车、建筑行业应用已有放量迹象.23（二）金发科技：改性企业龙头向车用热塑材料渗透.23（三）长海股份：形成完整玻纤增强塑料产业链，汽车领域下游需求旺盛.23 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 4 图表目录 图表 1 玻璃纤维丝.5 图表 2 玻纤增强塑料粒料.5 图表 3 玻纤增强塑料具有轻质量、高强度.5 图表 4 热塑性/热固性塑料比较.6 图表 5 长、短玻纤增强塑料粒子.7 图表 6 长、短玻纤增强塑料性能对比.7 图表 7 长玻纤增强塑料产业链.8 图表 8 长玻纤增强塑料在汽车上的主要应用领域.9 图表 9 长纤维增强塑料在主流汽车厂商生产中的应用情况.9 图表 10 SMC 结构示意图.10 图表 11 SMC 片材.10 图表 12 SMC 片材主要助剂.10 图表 13 SMC 片材成型过程.11 图表 14 SMC 制品成型过程.12 图表 15 A 级表面 SMC 引擎盖.13 图表 16 A 级表面 SMC 行李箱盖.13 图表 17 GMT 干法生产工艺流程图.14 图表 18 GMT 湿法生产工艺流程图.15 图表 19 LFT-G 粒料生产流程.16 图表 20 LFT-D 生产工艺流程.17 图表 21 LFT 三种工艺比较.18 图表 22 LFT 前端模块框架.19 图表 23 前端模块结构分解图.19 图表 24 欧洲 GRP 各成型工艺/制品产量（千吨）.19 图表 25 欧洲长玻纤增强塑料、LFT 产量（千吨）.20 图表 26 中国复合材料产量：热塑性复合材料保持高速增长.20 图表 27 汽车行业长玻纤增强塑料市场空间预测.21 图表 28 新能源汽车动力电池包.22 图表 29 新能源汽车年产量估计.22 图表 30 建筑模板施工现场.22 图表 31 轨交、管廊 PPP 项目投资额.22 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 5 一、一、长玻纤增强塑料长玻纤增强塑料：汽车、建筑轻量化的优质之选汽车、建筑轻量化的优质之选 玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几微米到二十几微米，相当于一根头发丝的 1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维有着机械强度高、吸收冲击能量大、耐热性强、抗腐蚀性好等优点，通常用作复合材料中的增强材料。玻璃纤维增强塑料（Glass-Fiber Reinforced Plastics）则指用玻璃纤维增强，不饱和聚酯树脂（或环氧树脂；酚醛树脂）为基体的复合材料，简称 GRP。加入玻璃纤维增强后的复合材料在耐热性、刚性、抗冲击性、耐热性等方面较单纯的塑料有了极大的提高。由于玻纤增强塑料强度相当于钢材，又含有玻璃纤维且具有玻璃那样的色泽、形体和耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能，因此在我国被俗称为“玻璃钢”。图表图表 1 玻璃纤维丝玻璃纤维丝 图表图表 2 玻纤增强塑料粒料玻纤增强塑料粒料 资料来源：互联网，华创证券 资料来源：互联网，华创证券 由于玻纤增强塑料质量轻、强度高等优点，被广泛应用于汽车、建筑、电子电器等领域，其中在汽车行业，玻纤增强塑料已经开始逐渐代替金属材料来实现汽车的轻量化。图表图表 3 玻纤增强塑料具有轻质量、高强度玻纤增强塑料具有轻质量、高强度 材料材料 材料密度（材料密度（g/cm3)等强度下厚度（等强度下厚度（mm）钢钢 7.8 100 铝铝 2.7 50 SMC（热固性玻纤增强塑料）（热固性玻纤增强塑料）1.9 75 低密度低密度 SMC（热固性玻纤增强塑料）（热固性玻纤增强塑料）1.4 55 GMT（热塑性玻纤增强塑料）（热塑性玻纤增强塑料）1.1 45 资料来源：INOPLAST公司，华创证券（一）玻纤增强塑料主要分为热塑性和热固性，且有长玻纤和短玻纤之分（一）玻纤增强塑料主要分为热塑性和热固性，且有长玻纤和短玻纤之分 玻纤增强塑料按照其加工性能可以分为热塑性与热固性增强塑料玻纤增强塑料按照其加工性能可以分为热塑性与热固性增强塑料，通常塑料在室温下都是固体或者弹性体，为了能够对其进行加工和成型，通常都是要对塑料进行加热，使塑料成为具有流动性的粘流态，进而对其进行加工成型。热塑性塑料（LFT 等）的加热变软、冷却变硬过程是物理变化、可逆，可以反复进行。热固性塑料（SMC 等）的加热固化过程则发生了化学变化，分子链内部进行铰链而使形状达到稳定，硬化后再加热会破坏内部结构，因此不能通过加热对其再次进行加工成型。相比热固性塑料，热塑性塑料有着多方面的优点：相比热固性塑料，热塑性塑料有着多方面的优点：行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 6?热塑性热塑性塑料塑料可回收可回收，更环保，更环保：热塑性塑料可以反复进行加热、再塑化、再加工，因此其塑料制品可以重复回收利用，而热固性塑料制品则无法回收利用。?热塑性热塑性塑料塑料密度更低，制品更薄，轻量化效果更好密度更低，制品更薄，轻量化效果更好：热固性塑料平均密度约为 1.7g/cm3，热塑性塑料则仅为约1.1g/cm3，且热塑性材料可以采用很薄的壁截面，常规情况下为 0.4mm，这对于热固性绝缘材料来说是不太可能的，它们的壁厚一般限制在 1.5mm 以上。?热塑性塑料零部件生产效率更高热塑性塑料零部件生产效率更高：热塑性塑料零部件的注射工艺系快速加工过程，非常适合大批量生产。且热塑性塑料零件在出模后几乎就达到了完工零件的尺寸，而热固性塑料通常需要增加去毛刺或机加工工序,才能得到可以使用的零件。?原料利用率高原料利用率高：热塑性塑料零件具有很高的材料利用率，一般可达 95%，热固性塑料在注塑时一般材料利用率则为 85%。热塑性材料注塑一般很少或根本不出现毛刺也减少了材料的浪费。生产成本方面，虽然热塑性塑料成本会高于相应的热固性材料，但是高生产率、高原料利用率和可回收的特性使其生产成本与热固性塑料相近。图表图表 4 热塑性热塑性/热固性塑料比较热固性塑料比较 热塑性塑料热塑性塑料 热固性塑料热固性塑料 典型材料典型材料 LFT SMC 环保性环保性 可回收利用 不可回收利用 密度密度 1.1g/cm3 1.7g/cm3 壁截面壁截面 0.4mm 1.5mm 生产效率生产效率 高，处理工序少 低，处理工序多 原料利用率原料利用率 95%85%资料来源：华创证券 按照塑料粒子的长度和玻璃纤维的长度，又有短玻纤增强塑料与长玻纤增强塑料之分按照塑料粒子的长度和玻璃纤维的长度，又有短玻纤增强塑料与长玻纤增强塑料之分，短玻纤增强塑料的粒子长度为 2-4mm，玻纤长度为 0.2-0.4mm，长玻纤增强塑料粒子和玻纤长度均可达到 6-25mm。由于长玻纤增强塑料中的玻纤长度更长，且排列更有规律，因此具有更强的刚度、比强度、耐蠕变性、耐疲劳性和稳定性。行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 7 图表图表 5 长、短玻纤增强塑料粒子长、短玻纤增强塑料粒子 资料来源：华创证券 图表图表 6 长、短玻纤增强塑料性能对比长、短玻纤增强塑料性能对比 测试标准测试标准 单位单位 短玻纤增强塑料（聚丙烯）短玻纤增强塑料（聚丙烯）长玻纤增强塑料（聚丙烯）长玻纤增强塑料（聚丙烯）密度密度 ISO 1183 g/cm3 1.12 1.12 拉伸强度拉伸强度 ISO 527 Mpa 80 105 弯曲强度弯曲强度 ISO 178 Mpa 105 148 弯曲模量弯曲模量 ISO 178 Mpa 4900 6000 简支梁无缺口简支梁无缺口 ISO 179 KJ/m2 35 54 悬臂梁缺口悬臂梁缺口 ISO 180 KJ/m3 12 23 热变形热变形 1.8MP ISO 75 oC 145 158 收缩率收缩率 ISO 294%0.4-0.7 0.2-0.6 资料来源：中国玻璃纤维复合材料信息网，华创证券 长玻纤长玻纤热塑性塑料是汽车领域应用发展方向：热塑性塑料是汽车领域应用发展方向：由于汽车工业对于材料的强度有着很高的要求，因此大都采用的都是长玻纤增强塑料，尤其是汽车的结构件，其中热塑性、热固性塑料均有大量使用。考虑到热塑性玻纤增强塑料具有的可回收利用、更轻更薄等特点，未来将成为汽车行业玻纤增强塑料发展的方向。（二二）汽车行业是长玻纤增强塑料重要下游应用领域汽车行业是长玻纤增强塑料重要下游应用领域 长玻纤增强塑料长玻纤增强塑料产业链产业链主要分为主要分为：上游的原材料生产和设备提供，包括长玻纤、树脂、助剂生产，造粒、成型设备提供等；中游的长玻纤增强塑料制造，根据原料、工艺等不同可以分为 SMC、GMT 等玻纤增强塑料的生产；下游是长玻纤增强塑料的具体应用领域，主要应用于汽车、建筑和电子电气领域，其中汽车和建筑领域的应用分别占到总体应用的约 1/3，电子电气领域应用则占到约 15%。行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 8 图表图表 7 长玻纤增强塑料产业链长玻纤增强塑料产业链 资料来源：华创证券 汽车行业使用的长玻纤增强塑料主要包括 SMC、GMT、LFT，被广泛应用于前端模块、底盘、隔音罩、仪表盘等零部件的生产制造，尤其是欧美汽车厂商，它们的技术和应用都已经非常成熟。国内汽车厂商随着技术的逐渐提升，也开始推动长玻纤增强塑料在国产汽车生产中的应用，但国内市场总体来说仍处于起步阶段，相比国外成熟市场有着庞大的发展空间。汽车行业采用长玻纤增强塑料有着轻量化、模块化、低成本等显著优点：汽车行业采用长玻纤增强塑料有着轻量化、模块化、低成本等显著优点：?轻量化轻量化且不牺牲强度且不牺牲强度：长玻纤增强材料轻质高强，可以有效替代金属材料减轻车身重量，同时强度可比金属材料更高，碰撞不易产生凹痕，且可以通过设计实现在某一个特定方向强度的强化。?模模块化：块化：长玻纤增强塑料良好的成型性带来较高的设计自由度，使得长玻纤增强塑料材质的零部件可以向结构复杂、功能集成的大型化、模块化部件扩展，大大降低需要组装的零部件数量和工序数量，提高组装效率，且维修维护更为简单。?低成本：低成本：模块化设计大大减少了模具数量和相关费用，以普通汽车后尾门为例，采用金属材料加工需要制作模具 10 套，花费 400 万元，而采用 SMC 材料加工仅需制作模具三套，花费 120 万元，且大大减少组装成本。根据法国 INPOAST 公司的估计，当年产量低于当年产量低于 15 万套时，万套时，SMC 玻璃钢成型工艺的成本一直低于金属冲压工艺的成本玻璃钢成型工艺的成本一直低于金属冲压工艺的成本，而北美半数以上 SMC 零件生产公司产量都小于 10 万套/年。?出众的设计灵活性：出众的设计灵活性：增强塑料在模具里可以流动到很深的型腔，得到金属材料冲压难以实现的曲线和其他复杂形状，并且由于模具相关成本较低，由产品平台升级而带来的产品形状的改变也会变得很容易。?耐腐蚀：耐腐蚀：金属易受空气中水分、盐分的影响产生锈蚀，玻纤增强塑料则有很强的耐腐蚀性。行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 9 图表图表 8 长玻纤增强塑料在汽车上的主要应用领域长玻纤增强塑料在汽车上的主要应用领域 资料来源：华创证券 图表图表 9 长纤维增强塑料在主流汽车厂商生产中的应用情况长纤维增强塑料在主流汽车厂商生产中的应用情况 制造商制造商 应用部位应用部位 噪声屏蔽 底部 前端 保险杠梁 仪表板 车门 其他 奥迪奥迪 宝马宝马 雪铁龙雪铁龙 菲亚特菲亚特 福特福特 梅赛德斯梅赛德斯 欧宝欧宝 标志标志 雷诺雷诺 斯柯达斯柯达 沃尔沃沃尔沃 大众大众 资料来源：华创证券 长玻纤增强塑料制造的建筑模板在建筑行业亦有广阔市场长玻纤增强塑料制造的建筑模板在建筑行业亦有广阔市场。建筑模板是长玻纤增强塑料在建筑领域的重要应用，建筑模板是一种临时性支护结构，按设计要求制作，使混凝土结构、构件按规定的位置、几何尺寸成形，保持其正确位置，并承受建筑模板自重及作用在其上的外部荷载，目前主要使用的是钢制模板和木制模板。而使用长玻纤增强塑料制造的模板与传统的刚模和木模相比，具有省工节材、质量优越、灵活便捷、安全环保等优点，已逐渐在市场上推广。行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 10 二、二、热固性材料热固性材料 SMC：汽车领域应用成熟，关注具备：汽车领域应用成熟，关注具备 A 级表面处理能力企业级表面处理能力企业（一）（一）SMC 热固性材料及其制品成型工艺热固性材料及其制品成型工艺 SMC（Sheet Molding Copound）中文译为片状模塑料，是用不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添加剂、填料、内脱模剂和着色剂等混合成的树脂糊浸渍短切玻璃纤维粗纱或玻璃纤维毡，并在两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来形成的片状模压成型材料。使用时，只需将两面的薄膜撕去，按制品的尺寸裁切、叠层、放入模具中加温加压，即得所需制品。SMC 属于热固性增强塑料，制品不能回收利用。图表图表 10SMC 结构示意图结构示意图 图表图表 11SMC 片材片材 资料来源：华创证券 资料来源：华创证券 图表图表 12SMC 片材主要助剂片材主要助剂 助剂、填料助剂、填料 作用作用 举例举例 引发剂引发剂 引发不饱和树脂发生共聚反应并固化 二烷基过氧化物、过氧化酯 填料（重要成分，占填料（重要成分，占配方总量配方总量 1/3以上）以上）产生阻燃效果、降低树脂收缩率 碳酸钙、水合氧化铝、高岭土、滑石粉 低收缩添加剂低收缩添加剂 改善树脂收缩率 PE 粉、热塑性聚酯、聚已内酯 增稠剂增稠剂 对不饱和树脂进行增稠 氧化镁、氢氧化镁 内脱模剂内脱模剂 改善制品脱模性能 硬脂酸铅、硬脂酸铝 着色剂着色剂 美化和装饰制品 有机颜料、无机颜料 资料来源：SMC的发展现状及成型工艺，华创证券 SMC 制品从原料到最终成型有两道成型工序，首先是将树脂、玻纤、助剂等原料成型为中间产品 SMC 片材，然后将 SMC 片材压铸成型，经过后处理后得到合格的 SMC 制品。1、SMC 片材成型工艺片材成型工艺 SMC 片材的生产过程已经实现了高度的机械化，连续化和自动化，主要有以下四个步骤：（1）选择特定的树脂、引发剂、填料、增稠剂及增强材料系统等。（2）将树脂和填料等组分预先混合成树脂糊，并将之输送到传送带或承载膜上。行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 11 （3）连续玻纤粗纱经过切割器短切，沉降于下承载膜上的树脂糊内，同时用涂敷有树脂糊的上薄膜覆盖，形成树脂糊-短切玻纤-树脂糊夹层材料，然后通过各类压辊的揉捏作用，驱除被困集于夹层之内的空气，并实现浸渍。（4）片材在一定的环境条件下，经过一定时间的熟化，使之增稠到可成型粘度。图表图表 13SMC 片材成型过程片材成型过程 资料来源：华创证券 2、SMC 制品成型工艺制品成型工艺 SMC 制品的成型，目前主要采用金属对模的压制成型法，将合乎要求的 SMC 片材剪裁成所需的形状和确定加入层数，揭去两面的保护薄膜，按一定要求叠合并放置在模具的适当位置上，即可按规定的工艺参数加温加压成型。工艺并不复杂，且具有高压成型、制件几何形状复杂、生产周期短（1min）效率高、成本低、自动化程度高等优点。行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 12 图表图表 14SMC 制品成型过程制品成型过程 资料来源：华创证券（二）（二）SMC 热固性材料在汽车领域得到广泛应用，国内具有热固性材料在汽车领域得到广泛应用，国内具有 A级表面处理能力企业稀缺级表面处理能力企业稀缺 SMC 性能出众：性能出众：SMC 有着优良的力学性能，比模量（衡量材料弹性）与钢材相当，比强度（衡量材料抗拉强度）却是钢材的 4 倍。且 SMC 密度很小，仅为 1.9g/cm3，在相同强度的情况下使用 SMC 代替钢材减重效果可达 35%，而使用空心玻璃微珠作为填料的低密度 SMC 密度仅为 1.3g/cm3，比标准 SMC 轻 30%，减重效果可达 45%。SMC 在汽车轻量化领域得到了广泛应用在汽车轻量化领域得到了广泛应用，尤其是在欧洲汽车市场和美国汽车市场，SMC 的消耗量占总消耗量的比例分别达到 70%、40%（欧洲电子电气行业 SMC 用量达 45%）。主要用于生产三类汽车零部件，第一类是功能件，如机油盘、隔热板等，要求耐高温和耐油腐蚀；第二类是车壳外板，尤其是具有 A 级表面精度的 SMC 车壳（特别是发动机罩）发展很快，已达 SMC 用量的 70%；第三类是结构件，如散热器托架、横梁等。SMC 的的 A级表面：级表面：随着 SMC 市场的不断扩大，许多应用领域对 SMC 制品的外观质量提出了很高的要求，例如 SMC若用于生产汽车外装件或车身外板时，要求其外观要达到与喷漆钢板同样的效果和水平，而传统的 SMC 制品只能是通过人工反复打磨、修整、抛光、喷漆、二次涂装等多道后处理工序来得到表面满意的制品，这样不仅大大降低了生产效率，而且也提高了生产成本，因此 A 级表面 SMC 材料应运而生。SMC 的 A级表面要求必须满足相邻曲面之间的间隙在0.005mm以下（有些甚至要求到 0.001mm)，切率变化在 0.16度以下，曲率变化在 0.005 度以下，确保钣件的环境反射不会有问题。要实现以上要求对 SMC 的配方和生产工艺有很高的要求，需要采用低波纹、低收缩率的配方，以及真空模压技术和模内涂层（IMC）等模压技术。行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 13 图表图表 15A 级表面级表面 SMC 引擎盖引擎盖 图表图表 16A 级表面级表面 SMC 行李箱盖行李箱盖 资料来源：华创证券 资料来源：华创证券 国内国内 SMC A 级表面发展落后：级表面发展落后：国外对 SMC A 级表面的研究与应用已比较成熟，车身壳体、发动机罩、后尾门等部件生产已大量采用 A 级表面 SMC 材料。国内 SMC 的应用随着国内乘用车生产技术的引进，首先在乘用车上采用，并逐渐应用于商用车，但市场仍处于起步阶段。据不完全统计，2010 年我国用于汽车的 SMC 消费量约 4.5 万吨左右，到 2014 年，消费量约 5 万6 万吨，低于同期我国汽车产业的发展速度。此外由于国内 SMC A 级表面处理技术与国外有较大差距，因此主要用于生产备胎仓、保险杠骨架、进气罩总成、隔板、水箱等非外部件。外部件方面东风骐达已尝试采用 SMC 后尾门，目前国内可做 SMC 后尾门的企业较少，具有 A 级表面处理能力的仅为有海源机械一家（与葡萄牙 IP 公司合作获得），海源机械目前已获宇通、柳汽、长安汽车的试制或订单。三、三、热塑性热塑性材料材料 LFT：成后起之秀成后起之秀，LFT-D 工艺是行业发展方向工艺是行业发展方向 SMC 在汽车行业得到了成功的应用，但是 SMC 是热固性增强塑料，不可回收。对于环保理念日趋重要、环保要求日益严格的现代工业来说，需要一种新的材料，在满足材料性能不低于 SMC 的前提下，满足环保需求。长玻纤热塑性增强塑料（Long Fiber reinforced Thermoplastics）就是满足以上要求的新材料。LFT 目前有三种主要生产工艺，GMT、LFT-G 与 LFT-D 三种生产工艺。GMT 是应用最早、最广泛的生产工艺，LFT-G是短玻纤热塑性颗粒材料（FRTP）技术创新的成果，LFT-D 则是目前最先进的长玻纤增强塑料生产工艺。注：目前的资料对于GMT和LFT的定义比较模糊，由于GMT应用最早、最广泛，经常把它认为是一种独立的材料，与LFT是并列关系。实际上LFT是一个广义的塑料专用词汇，指长度超过10mm的增强纤维（一般是玻璃纤维）和热塑性聚合物（一般是聚丙烯）进行混合并生产而成的制品。笔者认为GMT符合LFT的定义，是LFT的一种，区别仅在于生产工艺的不同。（一）（一）GMT：应用最广泛的：应用最广泛的 LFT生产工艺生产工艺 GMT（纤维增强热塑性片材）是以连续玻璃纤维毡或短切玻纤毡和热塑性树脂（大多是 PP 树脂）复合而成的一种片状模塑料，通常是两层玻璃纤维毡复合三层热塑性树脂薄膜层。GMT 相较 SMC 有着更低的密度、更高的比强度，轻量化效果更为显著；且 GMT 成型周期仅为 SMC 1/3-1/4，能重复加工成型，边角余料可回收利用，不污染环境，材料消耗少，储存时间长，同样广受汽车行业的青睐，如今 80%的 GMT 被应用于汽车工业中，其余 20%被用于建筑、化工、包装、体育器材等领域。GMT 的概念最早于 20 世纪 40 年代中期提出，60 年代开始熔融法（干法）研究，七十年代中期开始进入工业化阶 行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 14 段，在汽车、建筑等领域得到了广泛应用。悬浮法（湿法）工艺于 80 年代后期开始研究，90 年代中前期开始工业化生产并进入实用阶段。目前两种生产工艺都在实用，产量上干法工艺仍高于湿法工艺。1、GMT 的干法生产工艺的干法生产工艺 GMT 的干法生产工艺是用连续玻璃纤维毡或针刺毡与热塑性塑料层合而成，干法可以梳理长达 100150 mm 的纤维，得到的玻纤长度较长，而且整体成织物，所以复合片材的抗弯模量和冲击强度高，适合冲压模压成型，制品形状比较简单，适用于制作大、厚而形状相对简单的构件。GMT 干法生产工艺主要步骤如下：（1）玻纤在混合梳理系统中混合、开松、梳理形成单丝并与热熔纤维均匀混合；（2）混合后的单丝在铺网机中形成玻纤单纤网，并反复铺叠形成坯毡；（3）坯毡经针刺机针刺加固后进入加热炉中热熔塑化；（4）在定型系统中与无纺布和胶膜复合、定型，冷却后成型切断成片材；（5）片材切料、称量、加热后送入压机模压成型，经过后处理后即得 GMT 制品。图表图表 17GMT干法生产工艺流程图干法生产工艺流程图 资料来源：GMT 材料的制备工艺及其在汽车轻量化方面的应用研究，华创证券 2、GMT 的湿法生产工艺的湿法生产工艺 GMT 的湿法生产工艺是用随机分布的中长纤维与粉末热塑性树脂制成的片材，该工艺的优点是可以使玻纤完全絮化成单丝，树脂对玻纤的浸渍效果较好，树脂容易在纤维表面分散，因此片材的流动性好，适合于流动模压成型。但该工艺仅适合长度为 5080 mm 的玻纤，且生产设备成本高，能耗也较大，多用于生产形状较复杂，强度要求相多用于生产形状较复杂，强度要求相对较低的构件，形状复杂的汽车零部件多用湿法工艺生产对较低的构件，形状复杂的汽车零部件多用湿法工艺生产。行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 15 GMT 湿法生产工艺主要步骤如下：（1）短切玻纤和助剂悬浮液（由树脂、乳化剂等组成）分别加入混合容器中，经混合、絮化后，在重力作用下沉降于带有负压系统的运动网帘上形成坯毡；（2）坯毡经排湿后随运动网帘进入加热炉，树脂被熔融塑化；（3）最后经定型系统定型，并与无纺布和胶膜复合成型后经切断为板材；（4）片材切料、称量、加热后送入压机模压成型，经过后处理后即得 GMT 制品。图表图表 18GMT湿法生产工艺流程图湿法生产工艺流程图 资料来源：GMT 材料的制备工艺及其在汽车轻量化方面的应用研究，华创证券（二（二）LFT-G：旧工艺的创新之作：旧工艺的创新之作 LFT-G（长玻纤热塑性颗粒材料）是 FRTP（短玻纤热塑性颗粒材料）技术创新的成果，早期的 FRTP 粒料长度虽然可达 56mm，但经过混炼、切粒、塑化、注塑等工艺流程后，在制品中纤维的最终长度往往小于 1mm，仅能作为填充剂增加制品的刚性，而对拉伸强度、抗冲击性能的提高十分有限。而通过LFT-G 工艺生产的粒料直径约 3mm，粒料长度和玻纤长度为 12mm 或 25mm，前者主要用于注塑成型，后者主要用于压塑成型。行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 16 图表图表 19LFT-G 粒料生产流程粒料生产流程 资料来源：华创证券 LFT-G 制品生产也需要两个成熟的工艺，即长颗粒的成型和制品的注塑成型或压塑成型。LFT-G 粒料的成型与 GMT片材的成型工艺相似，玻纤与树脂经过熔融浸渍、捏合得到熔融状态的 LFT-G 增强塑料，冷却后经过单螺杆挤出机挤出，并切割成标准长度的粒料。将粒料热熔后注入压铸机或者注塑机中成型，即可获得 LFT-G 材料制品。（三）（三）LFT-D：最先进的生产工艺，显著降低成本最先进的生产工艺，显著降低成本 LFT-D 全称为长纤维增强热塑性复合材料直接在线生产，典型的工艺是聚合物基体颗粒和添加剂被输送到重量分析给料单元组合中，该单元根据部件的机械性能要求确保适度的混合。经混合后的原料进入双螺杆挤塑机塑化，其熔融化合物通过一个薄膜模头形成类似瀑布的聚合物薄膜，直接进入双螺杆混炼挤塑机的开口处。而玻璃纤维粗纱则通过特别设计的粗纱架，经过预热、分散等程序被引入到聚合物薄膜的顶端，与薄膜汇合一同进入到双螺杆挤塑机中，由螺杆切割粗纱，并把它们柔和地混合到预熔的聚合物当中，然后直接送入压制模具中成型。用压塑机压塑成型的称为 LFT-D-CM 工艺，用注塑机注塑成型的称为 LFT-D-IM 工艺。成型后经脱模和切边等后处理后，即可得 LFT-D 制品。行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 17 图表图表 20LFT-D 生产工艺流程生产工艺流程 资料来源：华创证券 LFT-D 是目前最先进的长玻纤增强热塑性塑料生产技术，最大的优势在于无需形成半成品且只需一次加热过程，生产成本显著降低，此外还有生产灵活高效，产品性能优越等优点，在性能与成本的综合要求下，在性能与成本的综合要求下，LFT-D 在线生产工在线生产工艺将是行业发展的明确方向艺将是行业发展的明确方向。?生产成本低：生产成本低：无需形成半成品，减少了半成品的制造、物流、储藏成本。且仅有一次加热步骤显著降低能耗，可以使部件的生产成本降低 20%-50%。?材料选择更灵活：材料选择更灵活：在 LFT-D 技术中，不仅纤维的含量和纤维的长度可以直接调节到最终部件的要求，其基体聚合物也可以直接调节到最终部件的要求。通过使用不同的添加剂可以改变和影响制品的机械和特殊应用特性，如热稳定性、着色性、紫外稳定性和纤维与基体的粘结特性等，这也意味着每一种特殊应用都可以通过 LFT-D 获得其独特的材料配方。?产品性能优越：产品性能优越：LFT-D 压制成型制品的抗冲击性能比 GMT 略低，但由于比 LFT-G 成型后的纤维长很多，因此其抗冲击性能明显高于 LFT-G。?生产效率高：生产效率高：LFT-D 注塑的生产率比标准的 LFT-G 粒料高，因为 LFT-D 低的塑化要求改善了纤维发生断纤的状况。对于成型周期超过 1min 的部件用 LFT-D 注塑设备在 30s 内就能完成。国内仅海源机械掌握国内仅海源机械掌握 LFT-D 生产工艺生产工艺并已投入生产并已投入生产：LFT-D 生产工艺目前仅有美国、德国等主要发达国家有研究和设备供应，国内具有自主知识产权的仅海源机械一家。海源机械通过自主研发以及与葡萄牙 IP 公司合作，于 2012年成功研发 LFT-D 生产线，目前该生产线已用于公司建筑模板生产及汽车轻量化零部件生产，已获得宇通客车、吉利、长安、众泰等车企的认证或订单并开始实质性供货。行业深度研究报告行业深度研究报告 证监会审核华创证券投资咨询业务资格批文号：证监许可（2009）1210 号 18 图表图表 21LFT三种工艺比较三种工艺比较 资料来源：华创证券（四）（四）LFT的典型应用：汽车前端模块框架的典型应用：汽车前端模块框架等等 目前 LFT 已取代的钢制轿车零部件主要有前端模块框架、仪表板骨架、抗撞保险杠、座椅骨架、蓄电池托架、备胎仓、行李架、车身底部挡泥板、引擎隔声罩等，其中前端模块框架是 LFT 的典型应用，被大量汽车厂商应用于生产中，包括宝马、奥迪、福特、大众等全球知名厂商。汽车前段模块显著减少安装工序，降低成本：汽车前段模块显著减少安装工序，降低成本：汽车前端包含大量结构件及零部件，包括空调系统、照明系统、冷却系统等，传统意义上的汽车前端通常由 100 多个散部件组成，这些散部件经零部件供应商生产出来后被交付到 OEM的装配厂中，然后在装配厂的总装线上按工序逐一装配而成，工序非常繁多。而使用 LFT 前端模块框架可以起到连接汽车前端和功能集成的作用，即用前端模块框架将照明系统、发动机冷却系统、减震装置、空调冷凝器和空气净化器以及引擎盖锁紧装置、软管和接头