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玻璃钢FRP(FiberReinforcedPlastics)即纤维强化塑料,一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料,称谓为玻璃纤维增强塑料或称玻璃钢。由于所使用的树脂品种不同,因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称中国机械网okmao.com。玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料。它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料,以合成树脂作基体材料的一种复合材料。复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求,需要由两种或两种以上材料复合在一起,组成另一种能满足要求的材料,即复合材料。例如单一种玻璃纤维虽然强度很高,但纤维间是松散的只能承受拉力,不能承受弯曲、剪切和压应力,还不易做成固定的几何形状、是松软体。如果用合成树脂把它们粘合在一起,可以做成各种具有固定形状的坚硬制品,既能承受拉应力,又可承受弯曲、压缩和剪切应力。这就组成了玻璃纤维增强的塑料基复合材料。由于其强度相当于钢材又含有玻璃组分,也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能,象玻璃那样——形成了通俗易懂名称“玻璃钢”。随着我国玻璃钢事业的发展,新型纤维制成的增强塑料,是一些高性能纤维增强复合材料,再用玻璃钢这个俗称就无法概括了。考虑到历史的由来和发展,通常采用玻璃钢复合材料,这样一个名称就较全面了。
汽车零部件的发展正向着模块化设计的方向发展。玻璃钢材质良好的成型性,带来较高的设计自由度,为设计师拓宽视野、灵活设计提供了便利条件;玻璃钢材质的零部件向结构复杂,功能集成的大型化、模块化部件拓展,使原本需要组装的零部件数量大大降低,大大减少了模具数量和相关费用。以普通轿车后举升门为例,采用金属材料加工需要制作模具10套,花费达400万之巨;而采用SMC材料加工,仅需要制作模具3套花费120万。且大大减少了组装成本。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,与此同时按照INOPLAST的综合成本计算,在批量较小的应用中,SMC玻璃钢成型工艺的成本,一直低于金属冲压成型工艺的成本,直到15万辆的规模后前者成本才高于后者。
按照有关业界人士的说法,SMC、GMT等玻璃钢复合材料,除了作为车身材料具有刚柔并济的特点,在技术和成本上都完全可以满足车身外饰材料的需要之外,GMT在对外载荷的冲击和吸收方面,还有非常稳定而均衡的优越表现。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,全球知名GMT厂商QPC公司的葛悦先生,展示了GMT在“行人保护”方面的应用,利用GMT可以有效吸收外来冲击的优势,他们开发了GMT材质的“小腿保护器”构件,安装于汽车的前围,当车辆不慎撞到行人时,在该构件的作用下,行人将慢慢倒向车体,而不是飞向车外的交通洪流中。
玻璃钢材料的应用。目前玻璃钢复合材料的应用非常广泛,尤其在欧美车系中。其中尤以SMC、和GMT的应用最为广泛。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,MAN、RENAULT、VOLVO、BENZ、IVECO、DAF等,欧洲重型卡车制造商的驾驶室材料中,都大量选用了SMC。按照2004年的数据,平均每个卡车驾驶室SMC/BMC(用于立体造型的SMC)的用量达到70公斤。在国内SMC材料在汽车领域也得到了广泛的应用,尤其是商用汽车领域。中国重汽、陕西重汽、福田欧曼、重庆红岩等,主要重型卡车制造商,其驾驶室的制造都不同程度地采用了SMC材料。
据介绍从1970年代,SMC材料开始工业化应用,到1990年代欧美车系的汽车制造商,几乎全部采用了SMC作为车身材料,包括宝马、雷诺等对车身表面要求极高的高等级轿车车身。1990年代以后更具轻量化,和环保回收性的GMT材料得到新的发展和应用。在国内对于新兴GMT材料,有关单位已在八五、九五期间,开展了GMT材料生产及产品成型工艺的研究,并具备了批量生产GMT材料的能力。年产0.3万吨GMT材料的生产线已经在江苏江阴建成,国内汽车生产厂也在一些车型设计上,采用GMT材料并已开始批量试制。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,目前在国内引进型的轿车,车型生产中都有GMT的采用。自主品牌中“解放”轻卡已经开始,采用GMT材料于其驾驶门脚踏板中。
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