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汽車用SMC片材國內外市場前景剖析
2020-02-26 09:21:21 來源: 作者: 【 】 瀏覽:432

玻纖復合材料汽車應用實例

汽車上使用的非金屬材料包括塑料、橡膠、粘接密封膠、摩擦材料、織物、玻璃等各種材料,涉及石化、輕工、紡織、建材等相關工業部門,因此非金屬材料在汽車上應用的如何,反映了一個國家經濟和技術綜合實力,同時也包含了一大批與之相關產業的技術開發及應用能力。目前汽車上應用的玻璃纖維增強復合材料包括:玻璃纖維增強熱塑性材料(GFRTP)、玻璃纖維氈增強熱塑性材料(GMT)、片狀模塑料(SMC)、樹脂傳遞模塑材料(RTM)以及手糊FRP制品。汽車上使用的玻纖增強塑料主要有:玻纖增強PP、玻纖增強PA66或PA6以及少量PBT、PPO材料。增強PP主要用于制作發動機冷卻風扇葉片、正時齒帶上下罩蓋等制品,但有些制品存在外觀質量不好.翹曲等缺欠,因此非功能件逐漸被滑石粉等無機填料添充PP所替代。

增強PA材料在乘用車、商用車上都已采用,一般都是用于制作一些小的功能件,例如:鎖體防護罩、保險楔塊、嵌裝螺母、油門踏板、換擋上下護架一防護罩、開啟手柄等,如果零件生產廠家所選材料質量不穩定、生產工藝采用不當或材料烘干不好,就會出現制品薄弱部位斷裂現象。塑料進氣歧管是近幾年發展起來的新技術,與鋁合金鑄造的進氣歧管相比,具有重量輕、內表面光滑、減震隔熱等優點,因此在國外汽車上得到廣泛應用,它所用的材料全都是玻纖增強PA66或PA6,主要采用熔芯法或振動摩擦焊法,目前國內有關單位已經開展此方面研究并取得階段性成果。


人們的觀念中,熱固性復合材料是不可回收利用的,在今天環保已經被提上議事日程,這不得不考慮SMC使用的前景問題。據資料報道,無論是涂漆或粘結過的SMC都可回收利用,使用部分回收的SMC制作的零件基本不影響其性能。不久的將來,利用回收的SMC制成的保險杠將用在重型商用車上,同時發動機罩、活動式車頂內襯、側板、格柵板以及車身外板等也可利用回收的SMC來制作。SMC的回收利用對我們國內材料同業來說是較新的一項工作,而這是一種重要的需求。

國外SMC趨向環保及輕量化

隨著汽車對輕量化及環保的要求,國外汽車工業越來越傾向于使用GMT材料以滿足結構部件的需要,這主要是因為GMT材料具有韌性好、成型周期短、生產效率高、加工成本低、不污染環境等一系列優點,被視為21世紀材料之一,主要用于生產乘用車多功能支架、儀表板托架、座椅骨架、發動機護板、蓄電池托架等。片狀模塑料(SMC)是重要的玻纖增強熱固性塑料,由于它的各項性能優異、可大規模生產和可達到A級表面等優勢,已大量應用于汽車上。

目前國外SMC材料在汽車上應用品種又有了新的進展,現在,SMC在汽車上的應用最最大的是車身板,占SMC用最的70%,增長最快的是結構件和傳動器零件,在今后5年內,SMC在汽車上的用量將繼續增加22%一71%,而在其他行業的增長為13%~35%。國外高含量的玻璃纖維增強的片狀模塑料越來越多地被應用在汽車結構部件上,在福特1995年兩種車型(Ex—plorer和Ranger)上首次展示它在結構件上的應用,由于它具有多種功能,被廣泛認為在結構設計方面很有優勢,因此推廣應用在汽車儀表板、轉向機、散熱器系統及電子裝置系統。
 
美國Budd公司模塑的上支架和下支架是利用含40%玻璃纖維的不飽和聚酯復合材料,兩片式前端結構型汽車滿足用戶所需,前端架駕駛室向前,上支架固定在前端頂蓬和前端車身結構上,而下支架配合冷卻系統。這兩個支架相互聯結并配合車蓬及車身結構與前端穩固。低密度SMC材料的比重為1.3,在實際應用和測試中顯示,比標準的SMC的重量輕30%,標準SMC的比重為1.9。使用這種低密度SMC與用鋼制作的同類部件相比可減輕重量大約45%。美國通用汽車公司的所有克爾維特99型車的內板和新型車頂內飾都使用低密度SMC。另外,還有車門、發動機罩、行李箱蓋等。美國DodgeVipex車在發動機罩也使用了這種低密度SMC,汽車99型有1/2使用這種材料制作發動機罩,低密度SMC發動機罩比鋼件減輕重量達35%。其他應用SMC在汽車上的應用除上述幾種新的用途外,還用于生產其他一些零件,如:駕駛室門、充氣車頂、保險杠骨架、貨倉門、遮陽板、A和D立柱、車身板、車頂排水管、車棚側橫條、貨車車箱等。其中用量最大的是用于車身外板上。

國內SMC材料市場有待挖掘

國內應用概況隨著國內乘用車生產技術的引進,首先在乘用車上采用,主要用于備胎倉和保險杠骨架等,目前還應用在商用車上,如挺桿室蓋板、膨脹水箱、線速夾、大小隔板、進氣罩總成等。較國外的應用覆蓋范圍還有一定差距,可見SMC材料國內市場有待進一步挖掘。

未來汽車用復合材料向高性能發展

未來的汽車與現在的汽車在很多方面不會有太大的區別,但設計思想會有很大不同。當今社會,人們目光的角度已逐漸轉到人與自然的關系問題上,環境與能源問題成為世界上每個國家能否生存和發展的關鍵。2l世紀的高性能復合材料技術是賦予復合材料自修復性、自分解性、自診斷性、自制功能等為一體的智能化材料。以開發高剛度、高強度、高濕熱環境下使用的復合材料為重點,構筑材料、成型加工、設計、檢查一體化的材料系統。隨著人們環保意識的不斷提高以及各國環保法規的相繼出臺,綠色汽車已經成為未來汽車發展的必然趨勢,因而如何使汽車滿足環境保護的要求,便提到了汽車廠商們的議事日程。而SMC復合材料作為未來汽車材料發展的主流,必將在其中扮演非常重要的角色。汽車工業的發展日新月異,復合材料的研究也是一日千里,各種新型的車型,新式的材料不斷地涌現??梢灶A測在不久的將來,更高性能的復合材料將重大范圍地應用在汽車領域中。

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