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(yīng)用的如何,反映了一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)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(yīng)用能力。 
        
　　目前汽車(chē)上應(yīng)用的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料包括:玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性材料(QFRTP)、玻璃纖維氈增強(qiáng)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(qiáng)塑料主要有:玻纖增強(qiáng)PP、玻纖增強(qiáng)PA66或PA6以及少量PBT、PPO材料。 
        
　　增強(qiáng)PP主要用于制作發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)填料添充PP所替代。 
        
　　增強(qiáng)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(hù)罩、保險(xiǎn)楔塊、嵌裝螺母、油門(mén)踏板、換擋上下護(hù)架-防護(hù)罩、開(kāi)啟手柄等,如果零件生產(chǎn)廠家所選材料質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)工藝采用不當(dāng)或材料烘干不好,就會(huì)出現(xiàn)制品薄弱部位斷裂現(xiàn)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(nèi)表面光滑、減震隔熱等優(yōu)點(diǎn),因此在國(guó)外汽車(chē)上得到廣泛應(yīng)用,它所用的材料全部是玻纖增強(qiáng)PA66或PA6,主要采用熔芯法或振動(dòng)摩擦焊法,目前國(guó)內(nèi)有關(guān)單位已經(jīng)開(kāi)展此方面研究并取得階段性成果。 
        
　　隨著汽車(chē)對(duì)輕量化及環(huán)保的要求,國(guó)外汽車(chē)工業(yè)越來(lái)越傾向于使用GMT材料以滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)部件的需要,這主要是因?yàn)镚MT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(jì)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(jī)護(hù)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(xiàn)本地化生產(chǎn)。 
        
　　為了提高汽車(chē)整車(chē)質(zhì)量趕上全部先進(jìn)水平,達(dá)到減重、減震、降噪目的,國(guó)內(nèi)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)線已經(jīng)在江蘇江陰建成,國(guó)內(nèi)汽車(chē)生產(chǎn)廠也在一些車(chē)型設(shè)計(jì)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(qiáng)熱固性塑料,由于它的各項(xiàng)性能優(yōu)異、可大規(guī)模生產(chǎn)和可達(dá)到A級(jí)表面等優(yōu)勢(shì),已大量應(yīng)用于汽車(chē)上。目前國(guó)外SMC材料在汽車(chē)上應(yīng)用品種又有了新的進(jìn)展,現(xiàn)在,SMC在汽車(chē)上的應(yīng)用量非常大的是車(chē)身板,占SMC用量的70%,增長(zhǎng)較快的是結(jié)構(gòu)件和傳動(dòng)器零件,在今后5年內(nèi),SMC在汽車(chē)上的用量將繼續(xù)增加22%～71%,而在其他行業(yè)的增長(zhǎng)為13%～35%。 
        
　　國(guó)外應(yīng)用狀況及發(fā)展趨勢(shì)(1)高含量的玻璃纖維增強(qiáng)的片狀模塑料越來(lái)越多地被應(yīng)用在汽車(chē)結(jié)構(gòu)部件上,在福特1995年兩種車(chē)型(Ex-plorer和Ranger)上初次展示它在結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用,由于它具有多種功能,被廣泛認(rèn)為在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面很有優(yōu)勢(shì),因此推廣應(yīng)用在汽車(chē)儀表板、轉(zhuǎn)向機(jī)、散熱器系統(tǒng)及電子裝置系統(tǒng)。 
        
　　美國(guó)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(fù)合材料,兩片式前端結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)上,而下支架配合冷卻系統(tǒng)。這兩個(gè)支架相互聯(lián)結(jié)并配合車(chē)蓬及車(chē)身結(jié)構(gòu)與前端穩(wěn)固。 
        
　　(2)密度小SMC材料的應(yīng)用密度小SMC的比重為1.3,在實(shí)際應(yīng)用和測(cè)試中顯示,比標(biāo)準(zhǔn)的SMC的重量輕30%　,標(biāo)準(zhǔn)SMC的比重為1.9。使用這種密度小SMC與用鋼制作的同類(lèi)部件相比可減輕重量大約45%。 
        
　　美國(guó)通用汽車(chē)公司的所有克爾維特99型車(chē)的內(nèi)板和新型車(chē)頂內(nèi)飾都使用密度小SMC。另外,還有車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、行李箱蓋等。 
        
　　美國(guó)DodgeVipex車(chē)在發(fā)動(dòng)機(jī)罩也使用了這種密度小SMC,汽車(chē)99型有1/2使用這種材料制作發(fā)動(dòng)機(jī)罩,密度小SMC發(fā)動(dòng)機(jī)罩比鋼件減輕重量達(dá)35%。 
        
　　(3)其他應(yīng)用SMC在汽車(chē)上的應(yīng)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(xiǎn)杠骨架、貨倉(cāng)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(cè)橫條、貨車(chē)車(chē)箱等。其中用量非常大的是用于車(chē)身外板上。 
        
　　國(guó)內(nèi)應(yīng)用概況隨著國(guó)內(nèi)乘用車(chē)生產(chǎn)技術(shù)的引進(jìn),首先在乘用車(chē)上采用,主要用于備胎倉(cāng)和保險(xiǎn)杠骨架等,目前還應(yīng)用在商用車(chē)上,如挺桿室蓋板、膨脹水箱、線速夾、大/小隔板、進(jìn)氣罩總成等。對(duì)國(guó)內(nèi)SMC材料行業(yè)的需求 
        
　　1.密度小SMC材料的研究,為更好實(shí)現(xiàn)汽車(chē)減重的目標(biāo),國(guó)外已開(kāi)始采用密度小SMC來(lái)制作汽車(chē)零件,據(jù)國(guó)外資料報(bào)道,比較普通SMC與密度小SMC,發(fā)現(xiàn)密度從1.9減小到1.31,拉伸強(qiáng)度從56增至80MPa,彎曲強(qiáng)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(shù)據(jù)看出機(jī)械性能普遍提高,國(guó)外已實(shí)際用于生產(chǎn)門(mén)框、后頂蓋裝飾、發(fā)動(dòng)機(jī)罩等產(chǎn)品。 
        
　　2.SMC的重復(fù)利用。在人們的觀念中,熱固性復(fù)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(jù)資料報(bào)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(jī)罩重量是9kg,而采用填加25%回收材料制成的發(fā)動(dòng)機(jī)罩是8kg。不久的將來(lái),利用回收的SMC制成的保險(xiǎn)杠將用在重型商用車(chē)上,同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)罩、活動(dòng)式車(chē)頂內(nèi)襯、側(cè)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(duì)我們國(guó)內(nèi)材料同業(yè)來(lái)說(shuō)是較新的一項(xiàng)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(yīng)用,可節(jié)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(jí)表面的實(shí)現(xiàn);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(shè)備簡(jiǎn)單、模具費(fèi)用低、且制品物性?xún)?yōu)異,但只適于中小批量規(guī)模生產(chǎn)。據(jù)悉,目前國(guó)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(guó)內(nèi)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(duì)原材料的力學(xué)性能、固化時(shí)間、成品件等指標(biāo)力求達(dá)到國(guó)外同類(lèi)制品的生產(chǎn)水平。目前國(guó)內(nèi)RTM成型法開(kāi)發(fā)研究出的汽車(chē)零件有護(hù)風(fēng)罩、后尾門(mén)、導(dǎo)流罩、頂棚、保險(xiǎn)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(yīng)用于汽車(chē)上,材料對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的要求、材料性能達(dá)到何種水平、評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)、A級(jí)表面的實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題,是我們汽車(chē)行業(yè)關(guān)注的,也是RTM能真實(shí)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(jié)省重量●部件集成化●設(shè)計(jì)自由●投入資金少得多●讓整體化天線系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)●與E-coat(電子涂裝)兼容(在線顏色定制)●尺寸穩(wěn)定(低線性熱膨脹系數(shù),與鋼鐵相當(dāng))●在高溫條件下仍能保持高機(jī)械性能 
        
　　●可實(shí)現(xiàn)A級(jí)表面