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玻纖品牌 質(zhì)量保證
采用了國內外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和現代化的生產(chǎn)設備，產(chǎn)品主要銷(xiāo)往國內國際，歐美等海外市場(chǎng)。
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玻纖增強復合材料在汽車(chē)上的應用
來(lái)源:
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作者:pmo31d689
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發(fā)布時(shí)間: 2018-10-05
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汽車(chē)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(guān)工業(yè)部門(mén),因此非金屬材料在汽車(chē)上應用的如何,反映了一個(gè)國家經(jīng)濟和技術(shù)綜合實(shí)力,同時(shí)也包含了一大批與之相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)開(kāi)發(fā)及應用能力。
汽車(chē)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(guān)工業(yè)部門(mén),因此非金屬材料在汽車(chē)上應用的如何,反映了一個(gè)國家經(jīng)濟和技術(shù)綜合實(shí)力,同時(shí)也包含了一大批與之相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)開(kāi)發(fā)及應用能力。
目前汽車(chē)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(QFRTP)、玻璃纖維氈增強熱塑性材料(GMT)、片狀模塑料(SMC)、樹(shù)脂傳遞模塑材料(RTM)以及手糊FRP制品。
目前汽車(chē)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(fā)動(dòng)機冷卻風(fēng)扇葉片、正時(shí)齒帶上下罩蓋等制品,但有些制品存在外觀(guān)質(zhì)量不好、翹曲等缺欠,因此非功能件逐漸被滑石粉等無(wú)機填料添充PP所替代。
增強PA材料在乘用車(chē)、商用車(chē)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(mén)踏板、換擋上下護架-防護罩、開(kāi)啟手柄等,如果零件生產(chǎn)廠(chǎng)家所選材料質(zhì)量不穩定、生產(chǎn)工藝采用不當或材料烘干不好,就會(huì )出現制品薄弱部位斷裂現象。
塑料進(jìn)氣歧管是近幾年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),與鋁合金鑄造的進(jìn)氣歧管相比,具有重量輕、內表面光滑、減震隔熱等優(yōu)點(diǎn),因此在國外汽車(chē)上得到廣泛應用,它所用的材料全部是玻纖增強PA66或PA6,主要采用熔芯法或振動(dòng)摩擦焊法,目前國內有關(guān)單位已經(jīng)開(kāi)展此方面研究并取得階段性成果。
隨著(zhù)汽車(chē)對輕量化及環(huán)保的要求,國外汽車(chē)工業(yè)越來(lái)越傾向于使用GMT材料以滿(mǎn)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(chǎn)效率高、加工成本低、不污染環(huán)境等一系列優(yōu)點(diǎn),被視為21世紀材料之一,主要用于生產(chǎn)乘用車(chē)多功能支架、儀表板托架、座椅骨架、發(fā)動(dòng)機護板、蓄電池托架等,一汽大眾目前生產(chǎn)的AudiA6,以及A4車(chē)已采用GMT材料,但都沒(méi)有實(shí)現本地化生產(chǎn)。
為了提高汽車(chē)整車(chē)質(zhì)量趕上國際先進(jìn)水平,達到減重、減震、降噪目的,國內有關(guān)單位已在八五、九五期間開(kāi)展了GMT材料生產(chǎn)及產(chǎn)品成型工藝的研究,并具有批量生產(chǎn)GMT材料的能力,年產(chǎn)3000噸GMT材料的生產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)在江蘇江陰建成,國內汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)也在一些車(chē)型設計上采用GMT材料,并已開(kāi)始批量試制。
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(yōu)異、可大規模生產(chǎn)和可達到A級表面等優(yōu)勢,已大量應用于汽車(chē)上。目前國外SMC材料在汽車(chē)上應用品種又有了新的進(jìn)展,現在,SMC在汽車(chē)上的應用量大的是車(chē)身板,占SMC用量的70%,增長(cháng)快的是結構件和傳動(dòng)器零件,在今后5年內,SMC在汽車(chē)上的用量將繼續增加22%～71%,而在其他行業(yè)的增長(cháng)為13%～35%。
國外應用狀況及發(fā)展趨勢
(1)高含量的玻璃纖維增強的片狀模塑料越來(lái)越多地被應用在汽車(chē)結構部件上,在福特1995年兩種車(chē)型(Ex-plorer和Ranger)上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(yōu)勢,因此推廣應用在汽車(chē)儀表板、轉向機、散熱器系統及電子裝置系統。
美國B(niǎo)udd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(chē)滿(mǎn)足用戶(hù)所需,前端低駕駛室向前,上支架固定在前端頂蓬和前端車(chē)身結構上,而下支架配合冷卻系統。這兩個(gè)支架相互聯(lián)結并配合車(chē)蓬及車(chē)身結構與前端穩固。
(2)低密度SMC材料的應用低密度SMC的比重為1.3,在實(shí)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(lèi)部件相比可減輕重量大約45%。
美國通用汽車(chē)公司的所有克爾維特99型車(chē)的內板和新型車(chē)頂內飾都使用低密度SMC。另外,還有車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機罩、行李箱蓋等。
美國DodgeVipex車(chē)在發(fā)動(dòng)機罩也使用了這種低密度SMC,汽車(chē)99型有1/2使用這種材料制作發(fā)動(dòng)機罩,低密度SMC發(fā)動(dòng)機罩比鋼件減輕重量達35%。
(3)其他應用SMC在汽車(chē)上的應用除上述幾種新的用途外,還用于生產(chǎn)其他一些零件,如:駕駛室門(mén)、充氣車(chē)頂、保險杠骨架、貨倉門(mén)、遮陽(yáng)板、A和D立柱、車(chē)身板、車(chē)頂排水管、車(chē)棚側橫條、貨車(chē)車(chē)箱等。其中用量大的是用于車(chē)身外板上。
國內應用概況隨著(zhù)國內乘用車(chē)生產(chǎn)技術(shù)的引進(jìn),先在乘用車(chē)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(chē)上,如挺桿室蓋板、膨脹水箱、線(xiàn)速夾、大/小隔板、進(jìn)氣罩總成等。對國內SMC材料行業(yè)的需求
1.低密度SMC材料的研究,為更好實(shí)現汽車(chē)減重的目標,國外已開(kāi)始采用低密度SMC來(lái)制作汽車(chē)零件,據國外資料報道,比較普通SMC與低密度SMC,發(fā)現密度從1.9減小到1.31,拉伸強度從56增至80MPa,彎曲強度從151增至186MPa,彎曲模量從8.8增至10.1GPa,無(wú)缺口沖擊從925增至940J/m。從上面數據看出機械性能普遍提高,國外已實(shí)際用于生產(chǎn)門(mén)框、后頂蓋裝飾、發(fā)動(dòng)機罩等產(chǎn)品。
2.SMC的重復利用。在人們的觀(guān)念中,熱固性復合材料是不可回收利用的,在今天環(huán)保已經(jīng)被提上議事日程,這不得不考慮SMC使用的前景問(wèn)題。據資料報道,無(wú)論是涂漆或粘接過(guò)的SMC都可回收利用,使用回收的SMC制作的零件不影響其性能。一些汽車(chē)制造廠(chǎng)家使用回收的SMC制成各種部件,使每個(gè)零件重量降低10%。采用全新SMC材料制作的發(fā)動(dòng)機罩重量是9kg,而采用填加25%回收材料制成的發(fā)動(dòng)機罩是8kg。不久的將來(lái),利用回收的SMC制成的保險杠將用在重型商用車(chē)上,同時(shí)發(fā)動(dòng)機罩、活動(dòng)式車(chē)頂內襯、側板、格柵板以及車(chē)身外板等也可利用回收的SMC來(lái)制作。SMC的回收利用對我們國內材料同業(yè)來(lái)說(shuō)是較新的一項工作,而這是一種重要的需求。
3.其他方面需求。
a.SMC彩色件的推廣應用,可節省SMC零件的噴涂工序(其中包括前、后處理工序);b.SMC零件A級表面的實(shí)現;c.SMC零件低壓成型技術(shù)研究。
RTM法是在放入玻璃纖維的封閉模具里壓入樹(shù)脂,常溫或加熱固化。RTM法與SMC法相比,生產(chǎn)設備簡(jiǎn)單、模具費用低、且制品物性?xún)?yōu)異,但只適于中小批量規模生產(chǎn)。據悉,目前國外用RTM成型方法生產(chǎn)的汽車(chē)零件已推廣到全車(chē)身覆蓋件。而國內將RTM成型技術(shù)用于制造汽車(chē)零件還處于開(kāi)發(fā)研制階段,對原材料的力學(xué)性能、固化時(shí)間、成品件等指標力求達到國外同類(lèi)制品的生產(chǎn)水平。目前國內RTM成型法開(kāi)發(fā)研究出的汽車(chē)零件有護風(fēng)罩、后尾門(mén)、導流罩、頂棚、保險杠及富康車(chē)后舉升門(mén)等。
但是如何使RTM工藝能夠更快更好地應用于汽車(chē)上,材料對產(chǎn)品結構的要求、材料性能達到何種水平、評判標準、A級表面的實(shí)現等問(wèn)題,是我們汽車(chē)行業(yè)關(guān)注的,也是RTM能真正在汽車(chē)零件方面推廣的前題條件。
為什么使用玻璃鋼(FRP)
從汽車(chē)制造商的角度來(lái)看,FRP與其他材料相比,是十分具有吸引力的替換材料,以SMC/BMC為例:
●節省重量
●部件集成化
●設計自由
●投資少得多
●讓一體化天線(xiàn)系統成為現實(shí)
●與E-coat(電子涂裝)兼容(在線(xiàn)顏色定制)
●尺寸穩定(低線(xiàn)性熱膨脹系數,與鋼鐵相當)
●在高溫條件下仍能保持高機械性能
信息來(lái)源:康普在線(xiàn)
目前汽車(chē)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(QFRTP)、玻璃纖維氈增強熱塑性材料(GMT)、片狀模塑料(SMC)、樹(shù)脂傳遞模塑材料(RTM)以及手糊FRP制品。
目前汽車(chē)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(fā)動(dòng)機冷卻風(fēng)扇葉片、正時(shí)齒帶上下罩蓋等制品,但有些制品存在外觀(guān)質(zhì)量不好、翹曲等缺欠,因此非功能件逐漸被滑石粉等無(wú)機填料添充PP所替代。
增強PA材料在乘用車(chē)、商用車(chē)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(mén)踏板、換擋上下護架-防護罩、開(kāi)啟手柄等,如果零件生產(chǎn)廠(chǎng)家所選材料質(zhì)量不穩定、生產(chǎn)工藝采用不當或材料烘干不好,就會(huì )出現制品薄弱部位斷裂現象。
塑料進(jìn)氣歧管是近幾年發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),與鋁合金鑄造的進(jìn)氣歧管相比,具有重量輕、內表面光滑、減震隔熱等優(yōu)點(diǎn),因此在國外汽車(chē)上得到廣泛應用,它所用的材料全部是玻纖增強PA66或PA6,主要采用熔芯法或振動(dòng)摩擦焊法,目前國內有關(guān)單位已經(jīng)開(kāi)展此方面研究并取得階段性成果。
隨著(zhù)汽車(chē)對輕量化及環(huán)保的要求,國外汽車(chē)工業(yè)越來(lái)越傾向于使用GMT材料以滿(mǎn)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(chǎn)效率高、加工成本低、不污染環(huán)境等一系列優(yōu)點(diǎn),被視為21世紀材料之一,主要用于生產(chǎn)乘用車(chē)多功能支架、儀表板托架、座椅骨架、發(fā)動(dòng)機護板、蓄電池托架等,一汽大眾目前生產(chǎn)的AudiA6,以及A4車(chē)已采用GMT材料,但都沒(méi)有實(shí)現本地化生產(chǎn)。
為了提高汽車(chē)整車(chē)質(zhì)量趕上國際先進(jìn)水平,達到減重、減震、降噪目的,國內有關(guān)單位已在八五、九五期間開(kāi)展了GMT材料生產(chǎn)及產(chǎn)品成型工藝的研究,并具有批量生產(chǎn)GMT材料的能力,年產(chǎn)3000噸GMT材料的生產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)在江蘇江陰建成,國內汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)也在一些車(chē)型設計上采用GMT材料,并已開(kāi)始批量試制。
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(yōu)異、可大規模生產(chǎn)和可達到A級表面等優(yōu)勢,已大量應用于汽車(chē)上。目前國外SMC材料在汽車(chē)上應用品種又有了新的進(jìn)展,現在,SMC在汽車(chē)上的應用量大的是車(chē)身板,占SMC用量的70%,增長(cháng)快的是結構件和傳動(dòng)器零件,在今后5年內,SMC在汽車(chē)上的用量將繼續增加22%～71%,而在其他行業(yè)的增長(cháng)為13%～35%。
國外應用狀況及發(fā)展趨勢
(1)高含量的玻璃纖維增強的片狀模塑料越來(lái)越多地被應用在汽車(chē)結構部件上,在福特1995年兩種車(chē)型(Ex-plorer和Ranger)上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(yōu)勢,因此推廣應用在汽車(chē)儀表板、轉向機、散熱器系統及電子裝置系統。
美國B(niǎo)udd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(chē)滿(mǎn)足用戶(hù)所需,前端低駕駛室向前,上支架固定在前端頂蓬和前端車(chē)身結構上,而下支架配合冷卻系統。這兩個(gè)支架相互聯(lián)結并配合車(chē)蓬及車(chē)身結構與前端穩固。
(2)低密度SMC材料的應用低密度SMC的比重為1.3,在實(shí)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(lèi)部件相比可減輕重量大約45%。
美國通用汽車(chē)公司的所有克爾維特99型車(chē)的內板和新型車(chē)頂內飾都使用低密度SMC。另外,還有車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機罩、行李箱蓋等。
美國DodgeVipex車(chē)在發(fā)動(dòng)機罩也使用了這種低密度SMC,汽車(chē)99型有1/2使用這種材料制作發(fā)動(dòng)機罩,低密度SMC發(fā)動(dòng)機罩比鋼件減輕重量達35%。
(3)其他應用SMC在汽車(chē)上的應用除上述幾種新的用途外,還用于生產(chǎn)其他一些零件,如:駕駛室門(mén)、充氣車(chē)頂、保險杠骨架、貨倉門(mén)、遮陽(yáng)板、A和D立柱、車(chē)身板、車(chē)頂排水管、車(chē)棚側橫條、貨車(chē)車(chē)箱等。其中用量大的是用于車(chē)身外板上。
國內應用概況隨著(zhù)國內乘用車(chē)生產(chǎn)技術(shù)的引進(jìn),先在乘用車(chē)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(chē)上,如挺桿室蓋板、膨脹水箱、線(xiàn)速夾、大/小隔板、進(jìn)氣罩總成等。對國內SMC材料行業(yè)的需求
1.低密度SMC材料的研究,為更好實(shí)現汽車(chē)減重的目標,國外已開(kāi)始采用低密度SMC來(lái)制作汽車(chē)零件,據國外資料報道,比較普通SMC與低密度SMC,發(fā)現密度從1.9減小到1.31,拉伸強度從56增至80MPa,彎曲強度從151增至186MPa,彎曲模量從8.8增至10.1GPa,無(wú)缺口沖擊從925增至940J/m。從上面數據看出機械性能普遍提高,國外已實(shí)際用于生產(chǎn)門(mén)框、后頂蓋裝飾、發(fā)動(dòng)機罩等產(chǎn)品。
2.SMC的重復利用。在人們的觀(guān)念中,熱固性復合材料是不可回收利用的,在今天環(huán)保已經(jīng)被提上議事日程,這不得不考慮SMC使用的前景問(wèn)題。據資料報道,無(wú)論是涂漆或粘接過(guò)的SMC都可回收利用,使用回收的SMC制作的零件不影響其性能。一些汽車(chē)制造廠(chǎng)家使用回收的SMC制成各種部件,使每個(gè)零件重量降低10%。采用全新SMC材料制作的發(fā)動(dòng)機罩重量是9kg,而采用填加25%回收材料制成的發(fā)動(dòng)機罩是8kg。不久的將來(lái),利用回收的SMC制成的保險杠將用在重型商用車(chē)上,同時(shí)發(fā)動(dòng)機罩、活動(dòng)式車(chē)頂內襯、側板、格柵板以及車(chē)身外板等也可利用回收的SMC來(lái)制作。SMC的回收利用對我們國內材料同業(yè)來(lái)說(shuō)是較新的一項工作,而這是一種重要的需求。
3.其他方面需求。
a.SMC彩色件的推廣應用,可節省SMC零件的噴涂工序(其中包括前、后處理工序);b.SMC零件A級表面的實(shí)現;c.SMC零件低壓成型技術(shù)研究。
RTM法是在放入玻璃纖維的封閉模具里壓入樹(shù)脂,常溫或加熱固化。RTM法與SMC法相比,生產(chǎn)設備簡(jiǎn)單、模具費用低、且制品物性?xún)?yōu)異,但只適于中小批量規模生產(chǎn)。據悉,目前國外用RTM成型方法生產(chǎn)的汽車(chē)零件已推廣到全車(chē)身覆蓋件。而國內將RTM成型技術(shù)用于制造汽車(chē)零件還處于開(kāi)發(fā)研制階段,對原材料的力學(xué)性能、固化時(shí)間、成品件等指標力求達到國外同類(lèi)制品的生產(chǎn)水平。目前國內RTM成型法開(kāi)發(fā)研究出的汽車(chē)零件有護風(fēng)罩、后尾門(mén)、導流罩、頂棚、保險杠及富康車(chē)后舉升門(mén)等。
但是如何使RTM工藝能夠更快更好地應用于汽車(chē)上,材料對產(chǎn)品結構的要求、材料性能達到何種水平、評判標準、A級表面的實(shí)現等問(wèn)題,是我們汽車(chē)行業(yè)關(guān)注的,也是RTM能真正在汽車(chē)零件方面推廣的前題條件。
為什么使用玻璃鋼(FRP)
從汽車(chē)制造商的角度來(lái)看,FRP與其他材料相比,是十分具有吸引力的替換材料,以SMC/BMC為例:
●節省重量
●部件集成化
●設計自由
●投資少得多
●讓一體化天線(xiàn)系統成為現實(shí)
●與E-coat(電子涂裝)兼容(在線(xiàn)顏色定制)
●尺寸穩定(低線(xiàn)性熱膨脹系數,與鋼鐵相當)
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