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SMC材料,车用市场广阔
2010-8-5 来源:中国聚合物网
关键词:复合材料 SMC材料 车用市场

    汽车上使用的非金属材料包括塑料、橡胶、粘接密封胶、摩擦材料、织物、玻璃等各种材料,涉及石化、轻工、纺织、建材等相关工业部门,因此非金属材料在汽车上应用的如何,反映了一个国家经济和技术综合实力,同时也包含了一大批与之相关产业的技术开发及应用能力。目前汽车上应用的玻璃纤维增强复合材料包括:玻璃纤维增强热塑性材料(GFRTP)、玻璃纤维毡增强热塑性材料(GMT)、片状模塑料(SMC)、树脂传递模塑材料(RTM)以及手糊FRP制品。汽车上使用的玻纤增强塑料主要有:玻纤增强PP、玻纤增强PA66或PA6以及少量PBT、PPO材料。增强PP主要用于制作发动机冷却风扇叶片、正时齿带上下罩盖等制品,但有些制品存在外观质量不好、翘曲等缺欠,因此非功能件逐渐被滑石粉等无机填料添充PP所替代。增强PA材料在乘用车、商用车上都已采用,一般都是用于制作一些小的功能件,例如:锁体防护罩、保险楔块、嵌装螺母、油门踏板、换挡上下护架一防护罩、开启手柄等,如果零件生产厂家所选材料质量不稳定、生产工艺采用不当或材料烘干不好,就会出现制品薄弱部位断裂现象。塑料进气歧管是近几年发展起来的新技术,与铝合金铸造的进气歧管相比,具有重量轻、内表面光滑、减震隔热等优点,因此在国外汽车上得到广泛应用,它所用的材料全都是玻纤增强PA66或PA6,主要采用熔芯法或振动摩擦焊法,目前国内有关单位已经开展此方面研究并取得阶段性成果。

    关于SMC材料使用中存在的问题,在人们的观念中热固性复合材料是不可回收利用的,在今天环保已经被提上议事日程,这不得不考虑SMC使用的前景问题。据资料报道无论是涂漆或粘结过的SMC都可回收利用,使用部分回收的SMC制作的零件基本不影响其性能。不久的将来利用回收的SMC制成的保险杠将用在重型商用车上,同时发动机罩、活动式车顶内衬、侧板、格栅板以及车身外板等也可利用回收的SMC来制作。SMC的回收利用对我们国内材料同业来说是较新的一项工作,而这是一种重要的需求。国外SMC趋向环保及轻量化——随着汽车对轻量化及环保的要求,国外汽车工业越来越倾向于使用GMT材料以满足结构部件的需要,这主要是因为GMT材料具有韧性好、成型周期短、生产效率高、加工成本低、不污染环境等一系列优点,被视为21世纪材料之一,主要用于生产乘用车多功能支架、仪表板托架、座椅骨架、发动机护板、蓄电池托架等。片状模塑料(SMC)是重要的玻纤增强热固性塑料,由于它的各项性能优异、可大规模生产和可达到A级表面等优势,已经大量地应用于汽车上。目前国外SMC材料在汽车上应用品种又有了新的进展,现在SMC在汽车上的应用最最大的是车身板,占SMC用最的70%,增长最快的是结构件和传动器零件,在今后5年内,SMC在汽车上的用量将继续增加22~71%,而在其他行业的增长为13~35%。

    国外高含量的玻璃纤维增强的片状模塑料,越来越多地被应用在汽车结构部件上。在福特1995年两种车型(Ex-plorer和Ranger)上,首次展示它在结构件上的应用,由于它具有多种功能,被广泛认为在结构设计方面很有优势,因此推广应用在汽车仪表板、转向机、散热器系统及电子装置系统。美国Budd公司模塑的上支架和下支架,是利用含40%玻璃纤维的不饱和聚酯复合材料,两片式前端结构型汽车满足用户所需,前端架驾驶室向前,上支架固定在前端顶蓬和前端车身结构上,而下支架配合冷却系统。这两个支架相互联结并配合车蓬及车身结构与前端稳固。低密度SMC材料的比重为1.3,在实际应用和测试中显示,比标准的SMC的重量轻30%,标准SMC的比重为1.9。使用这种低密度SMC与用钢制作的同类部件相比可减轻重量大约45%。美国通用汽车公司的所有克尔维特99型车的内板和新型车顶内饰都使用低密度SMC。另外,还有车门、发动机罩、行李箱盖等。美国DodgeVipex车在发动机罩也使用了这种低密度SMC,汽车99型有1/2使用这种材料制作发动机罩,低密度SMC发动机罩比钢件减轻重量达35%。其他应用SMC在汽车上的应用除上述几种新的用途外,还用于生产其他一些零件,如:驾驶室门、充气车顶、保险杠骨架、货仓门、遮阳板、A和D立柱、车身板、车顶排水管、车棚侧横条、货车车箱等。其中用量最大的是用于车身外板上。

    国内SMC材料市场有待挖掘。国内应用概况随着国内乘用车生产技术的引进,首先在乘用车上采用,主要用于备胎仓和保险杠骨架等,目前还应用在商用车上,如挺杆室盖板、膨胀水箱、线速夹、大小隔板、进气罩总成等。较国外的应用覆盖范围还有一定差距,可见SMC材料国内市场有待进一步挖掘。未来的汽车与现在的汽车在很多方面不会有太大的区别,但设计思想会有很大不同。当今社会,人们目光的角度已逐渐转到人与自然的关系问题上,环境与能源问题成为世界上每个国家能否生存和发展的关键。2l世纪的高性能复合材料技术是赋予复合材料自修复性、自分解性、自诊断性、自制功能等为一体的智能化材料。以开发高刚度、高强度、高湿热环境下使用的复合材料为重点,构筑材料、成型加工、设计、检查一体化的材料系统。随着人们环保意识的不断提高以及各国环保法规的相继出台,绿色汽车已经成为未来汽车发展的必然趋势,因而如何使汽车满足环境保护的要求,便提到了汽车厂商们的议事日程。而SMC复合材料作为未来汽车材料发展的主流,必将在其中扮演非常重要的角色。汽车工业的发展日新月异,复合材料的研究也是一日千里,各种新型的车型,新式的材料不断地涌现。可以预测在不久的将来,更高性能的复合材料将重大范围地应用在汽车领域中。

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