根据美国《复合材料制造》杂志2021年4月29日一篇文章的解释，有机片材或板材（organosheets）是主要含有碳纤维或玻璃纤维织物的连续纤维增强热塑性片材或板材。最近，有机片材已开始涵盖范围更广的半成品，使其具有来自热塑性基体（从聚丙烯、聚酰胺6到聚乙烯亚胺）和增强纤维不同纺织结构的关键优点。

聚酰胺6有机片材（来源：佳斯迈威）

复合材料行业的资深人员经常把有机片材称为热塑性预浸料，因为这是与用于结构用途的连续纤维增强热固性复合材料类比的叫法。有机片材具有强大的内在优点：它们含有完全聚合的热塑性聚合物（有机材料）。与预浸料不同的是，预浸料的储存期有限，需要冷藏和特定的库存控制，而有机片材可以在由其所含热塑性聚合物决定的典型温度和相对湿度条件下长时间储存。有机片材可以在类似于金属板材加工的自动化过程中被切割成所需形状、堆叠并形成整体。这种与金属板材（通常被金属冲压厂商称为坯料）的相似性在与汽车行业人员讨论应用时特别有用。

体育用品和消费品等行业很早就使用有机片材，因为这些行业的生产量大，要求制造周期短。这些要求也普遍存在于汽车工业中。在汽车工业中，已发现有机片材可用来制造形状更加复杂的产品。领先的设备制造商已经证明了有机片材的技术成熟度，并正在交付每年可在一条生产线上生产20多万个制件的制造单元。

有机片材可用于热成型、压缩成型或混搭成型。对计划采用有机片材进行模塑的新手来说，投运这种多功能复合材料可能比想象的更容易。以下是一些入门小贴士。

从现有设备开始

使用现有设备和模具，并联系材料制造商，以获得有关成型步骤和条件的指导（针对特别的表面质量，还包括制模指导）。在成型之前，有机片材必须加热到聚合物的熔点以上。如果没有热成型用的热源，请考虑添加一个低成本的红外线加热器，在把有机片材置入模具之前用来预热片材。在试验新的热塑性复合材料时，都要配置适当的通风设施。

选择适合用途的有机片材

并非所有的有机片材都是相同的，选择适当的配置对成型操作、制品性能以及最终成本非常重要。有机片材的表现由热塑性聚合物、增强纤维类型、纺织结构（单向织物、机织物、无屈曲织物等）和片材的厚度所决定。一块片材可以包含一层或多层。

一种制件所需的作业温度和环境条件将决定对聚合物的选择。制件的复杂性、覆模性要求和荷载要求将左右对增强材料和纤维纺织结构的选择。用机织物制成的有机片材具有良好的覆模性。用无屈曲织物（缝编织物）制成的有机片材允许根据荷载路径进行更灵活的设计，并可能减轻重量，但会增加成本。

注意荷载要求

了解荷载要求对于控制材料成本和重量非常重要。如果可以使用由复杂缝编织物制成的2 mm厚有机板材或用机织物制成的较厚有机板材来应对临界荷载路径，则更贵的缝编织物有机板材可能造成总体上更具成本效益和更轻重量的效果。局部使用单向带增强的有机板材也是不错的解决方案，并有助于平衡成本/重量关系。

进行模拟并检验所有假设

尽早使用模拟来优化设计。今天，软件供应商可以通过专门为有机片材设计的功能来进行指导，使筛选变得非常易行。为了得到准确的结果，了解和利用这些材料的正交各向异性（在x、y和z方向上的独特行为）是很重要的。例如，虽然用2/2斜纹或平纹织物制成的有机片材在两个方向（经向和纬向）上表现出相似的性能，但各向同性的假设是不正确的。

Forward 工程公司的设计工程师Jiuheng Chen非常简单地证明了这一点。如果有机片材是各向同性的，则可以使用弹性模量和泊松比按下式来计算剪切模量：E/2（1+n）=24 000/2（1+0.15）=10 435 MPa。而实际上，材料是正交各向异性的，剪切模量约为3 200 MPa，应据此进行建模。

加入合作伙伴网络

应使用复合材料行业价值链中的协作环境。获得解决方案需要对材料、工艺、设计和制造成本有一个全面的了解。一个良好的合作伙伴网络有助于尽早获得问题的答案，并集中精力寻找最可能成功的解决方案。

虽然有机片材的基本特性（重量轻、可回收、成型快和适于大批量应用）被强调得更多，但它们被加速推广的核心是能使大批量应用行业更快地推出新产品、个性化模型并结合多种设计特点的重要性能。

有机片材能够实现大量的功能集成，从托架、金属嵌件到传感器和电磁干扰屏蔽解决方案。以有机片材为中心的热塑性解决方案易于打造原型，可显著减少零件数量，降低模具成本，并可扩展到大批量生产。有机片材的核心优势将为应用带来最大价值。