汽车复合材料.pptx

汽车复合材料第1页/共24页一、车用复合材料 发展现状当前汽车工业已经大量使用塑料，应用于汽车的通用塑料盒工程塑料，品种多样，用途广泛，替代了各种昂贵的有色金属和合金钢材。以塑代钢使汽车造型更加美观，设计灵活性得以提高，零部件加工、装配与维修成本减少，汽车能耗降低。汽车塑料化已经成为衡量汽车工业发张水平的重要标志。每辆汽车上塑料的用量和品种是衡量汽车生产技术水平的标志之一。第2页/共24页二、车用复合材料主要类型㈠ 车用热固性复合材料 玻纤增强树脂(FRP)㈡ 车用热塑性复合材料1.玻璃纤维毡增强热塑性复合材料（GMT）2.长纤维增强热塑性复合材料（LFT）3.天然纤维增强热塑性复合材料（NMT）4.碳纤维增强复合材料第3页/共24页 车用热固性复合材料 玻纤增强树脂(FRP)如： 玻纤增强不饱和聚脂片状模压成型SMC（Sheet Molding Compound）、团状模压成型BMC、冲压成型片材（Stampable Sheet）等与其他高分子材料相比具有强度高、刚度大、耐高温、成本低,破损安全性好，独特的成型工艺（可整体成型），减少了零部件紧固和接头数目等优异性能等优点，一直是汽车覆盖件最理想的非金属材料。第4页/共24页FRP具有强度高、耐腐蚀、加工性好及可制造“A”级表面汽车外覆盖件等特点，被广泛应用于汽车车身部件。早在1955年欧洲就开始在汽车上使用FRP，如今FRP全塑车身引起全球关注。例如，美国克莱斯勒公司开发的VIPER轿车车身由19件FRP零件组成，采用RIM工艺进行制造。美国通用公司开发的APV子弹头多用途旅行车，其FRP件的使用量高达147kg/辆，其中SMC的用量为114kg/量。英国ELAN运动车采用真空辅助树脂注射（VARI）成型工艺制造汽车车身及结构件，FRP用量为150kg/量。此外法国雷诺公司的ESPACE MARK Ⅱ型面包车及意大利非亚持公司的微型车等车型在大量将FRP用作汽车车身方面取得了成功。到1996年，北美汽车制造业SMC制造汽车零部件的用量上升到（与1995年的相比增加了20%），其中包括27个制造厂生产的125种车型中的380种汽车零部件。第5页/共24页其他应用部件还包括前/后盖、车门、车身扰流板、汽车轮胎盖板、车身支梁甚至整个车身车型部位材料板材厚度/mm涂装工艺轿车年产量/万辆雷诺 Clio前盖NORYL GTX2.5静电喷涂前在线涂装40梅赛德斯前盖NORYL GTX2.5静电喷涂前在线涂装20MCC 斯马特所有车身板XENOY3.0免涂装，只使用聚氨酯清漆10第6页/共24页车用热塑性复合材料A.玻璃纤维毡增强热塑性复合材料（GMT）玻璃纤维毡增强热塑性复合材料（Glass Mat Reinforced Thermorplastic）以玻璃纤维（毡）为增强材料，热塑性树脂为基体，通过加温、加压制成复合材料，简称GMT，是目前国际上极为活跃的复合材料开发品种，被视为世纪新材料之一。轻质高强度的GMT片材，通过结构优化设计，可取代部分金属材料，获得显著的减重效果，而且节省模具费用，（仅为金属冲压模具的10～20％），并有利于多种零件组合，形成模块化生产方式。用GMT片材可较原金属件减重30～80％，能耗仅为钢制品的60～80％，铝制品的35～50％，价格低于同体积的金属制品。GMT片材在汽车工业中的应用，已达40多种，主要有座椅骨架、保险杠、仪表板、发动机罩、电池托架、脚踏板、前端、地板、护板、后牵门、车顶棚、行李托架、遮阳板、备用轮胎架等部件。第7页/共24页B．长纤维增强热塑性复合材料（LFT）LFT增强材料是纤维连续纱或者短切玻璃纤维（适合于LFT-D），其组成材料可以是玻璃纤维、芳基纤维、碳纤维、钢纤维和其他能够形成连续纱的纤维。LFT-G的基体聚合物可以是各种热塑性塑料，常用的有PP（56％），Nylon（32％），其他的还有ABS、PPS、TPU、POM等等。为了改善界面强度，通常还需要界面改性剂，如偶联剂以及相容剂。 LFT材料现在广泛应用在汽车工业中。Ticona公司的LFT产品（Celstran和Compel）成功的应用在VW Golf Ⅳ型上。第8页/共24页C．天然纤维增强热塑性复合材料（NMT）传统的纤维增强复合材料是由玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维或碳纤维等人造合成纤维组成的，它们一般都存在着耗能大、造价高、易造成环境污染等问题。天然纤维(如麻纤维、竹纤维、甘蔗渣纤维等)具有价廉、可回收、可降解、可再生等优点，其复合材料的研究与开发应用，近年来成为人们对材料研究开发的热点之一。戴姆勒-克莱斯勒公司已经成功的将天然纤维复合材料应用在了其生产的奔驰E系列轿车上。先前此类车的车门、车内部件用的是木纤维复合材料，现在用亚麻/剑麻毡增强的环氧树脂进行了替