玻璃鋼/復合材料在汽車工業中的應用新進展
摘 要：本文主要介紹了玻璃鋼/復合材料近幾年在我國轎車、客車和載貨車等方面的應用進展情況。
1 前 言
汽車工業是我國國民經濟的支柱產業，近幾年來已取得迅猛的發展。汽車工業的快速發展導致了汽車保有量的急劇增加，同時也給社會帶來了三大問題：能源匱乏、環境污染和安全問題。汽車節能、環保、安全既是國際汽車技術的發展方向，也是我國汽車產業政策的要求。減少燃料消耗和降低對環志的污染已成為汽車工業發展和社會可持續發展急需解決的關鍵問題。實現汽車輕量化，是節省能源的有效的途徑之一，也是國際先進汽車制造商所追求的重要目標。汽車輕量化一方面決定于材料工業的發展，另一方面取決于提高汽車性能。采用高性能輕質材料是實現汽車輕量化的一條重要途徑，如選用鋁、鎂、鈦等合金、高強度鋼、工程塑料和復合材料等，用以制造汽車車身、底盤、發動機等零部件，可有效減輕汽車自重，提高發動機效率。據估計，汽車重量每減輕10%，就會節省6~8%的燃料。
作為構成汽車以塑代鋼的重要輕量化材料-玻璃鋼/復合材料，與汽車節能、環保、安全有著密不可分的關系。采用玻璃鋼/復合材料制造汽車車身殼體及其他相關部件，是使汽車輕量化有效的途徑之一。玻璃鋼/復合材料的問世，為汽車造型設計提供了重要的變革條件，利有其設計自由度大和成型方便的特點為汽車產品造型、功能增添了新奇與美感，實現汽車車身流線型的設計理念，同時，玻璃鋼/復合材料還具有安全、低噪音、保溫隔熱等優良性能。由于汽車的質量減輕，滾動阻力減少，進而取得降低油耗、節約能源、減少環境污染以及保證安全等一系列效能。
到20世紀80年代中后期，隨著我國汽車發展政策的重大轉型以及國外先進汽車技術和資本的引入，汽車復合材料的應用隨著我國汽車工業的蓬勃發展取得突破，逐步改變了原有傳統手糊工藝單一作業模式，通過技術引進與消化吸收融入了SMC、RTM、噴射等工藝技術，形成了一定規?；a技術與能力，零部件質量大幅提高，汽車主機廠對汽車復合材料認同度大大增強。我國汽車復合材料的大規模應用始于引進車型上，也在自主開發的一些車型上得到應用，尤其在近幾年來取得了長足發展，但總體來說與發達尚有距離。據估算，目前我國玻璃鋼/復合材料年產量已超200萬t，但汽車復合材料的年用量僅為十幾、二十萬噸，所占比例較小，而且由于汽車復合材料廠家普遍規模較小，創新發展能力不足。
2 玻璃鋼/復合材料在轎車方面的新應用
目前我國轎車生產仍然以進口車型為主，主要分為美系、歐系與日韓系。另有一些完全的自主品牌，如吉利、廳瑞、長城、獵豹等。進口車型的復合材料部件基本沿用原廠設計，部分實現本地化生產配套，但相當一部分部件依然需要KD件進口。國產品牌轎車上復合材料部件還較少使用。[-page-]
近年新應用實例：①北京奔馳300C油箱副隔熱板(乙烯基酯SMC)；②北汽二代軍車-勇士系列(圖1)的硬頂、發動機蓋、翼子板(手糊FRP)、前后保險杠、蓄電池托架(SMC)等；③鄭州日產銳騏(SUV)頂飾件總成、中隔窗、又開式后門(SMC)；④東風雪鐵龍標致307和上海大眾Polo前端支架(LFT)；⑤上汽榮威的底部導流板(SMC);⑥上海通用別克凱悅、君悅的天窗板(SMC)、后靠骨架總成(GMT)；⑦上海大眾帕薩特B5底部防護板(GMT)；⑧南汽名爵(MG)車頂(SMC)；⑨奇瑞在新車型開發中設計使用SMC制造車門；⑩以BMC注射為主導工藝的車燈反射罩在多個新車型中得到應用；⑾短纖維玻纖增強熱塑性塑料(如PP、PA)部件得到快速應用。
3 玻璃鋼/復合材料在客車方面的新應用
玻璃鋼/復合材料在國內大型、豪華客車中均有應用，幾乎囊括如廈門/蘇州金龍、西沃、安凱、鄭州宇通、丹東黃海、福國歐V等所有客車廠家的所有車型，涉及應用部件有前后圍、前后保險杠、翼子板、輪護板、裙板(側圍板)、后視鏡、儀表板、倉門板等。由于此害客車部件種類多、較大、量小，一般采用手糊/噴射或/RTM工藝成型。
在中小型客車中，玻璃鋼/復合材料也有廣泛應用。如南京依維柯都靈V系列車的SMC豪華面罩、電動門總成、三角窗總成、后行李廂門總成和FRP后圍總成等；依維柯軍用客貨兩用改裝車的發動機蓋(手糊)等。
近年來，玻璃鋼/復合材料在微型客車領域應用有所增加，而且有應用SMC、RTM工藝逐步替代傳統手糊工藝的趨勢。
國內開發主導用于公交客車使用的復合材料CNG氣瓶，主要采用金屬內襯纏繞技術制造，“十五”期間產量逾14萬只。[-page-]
4 玻璃鋼/復合材料在載貨車方面的新應用
隨著載貨車技術的引進、消化、吸收以及自主創新，近年來國內載貨車技術得到很大的提高、優化與改進，同時隨著國民經濟的高速發展帶來的市場驅動引起載貨車產量的不斷攀升，玻璃鋼/復合材料在載貨車中取得了突破性的應用，尤其在中重型卡車方面。以SMC、RTM為主導的復合材料應用尤為活躍，涉及駕駛室頂蓋、前翻轉蓋板、前圍面罩、保險杠、翼子板、側圍護板、腳 踏板、輪罩及其裝飾板、門下裝飾板、前圍裝飾罩、導風罩、導流板、導流罩、側裙板、雜物箱以及發動機部件等。
近幾年來，投入批產的重型載貨車新車型包括：角放J5和J6、東風天龍、重汽“華活”和“豪濼”、北汽福田“歐曼ETX”、陜汽“德御”和“德龍F3000”、重慶紅巖“霸王”和“斯達-斯太爾”、東風柳汽“新霸龍”(507)、洛陽福賽特“福德”、鎮江華菱重卡、安徽精功重卡、江淮格爾發、金華青年“曼”、南汽凌野等，在車身件上大量使用了玻璃鋼/復合材料，主要以SMC為主，輔以RTM、噴射和手糊等工藝技術，成為近年來玻璃鋼/復合材料在汽車業中的應用拓展的亮點。圖2為北汽福田歐曼ETX重型載貨車典型應用示例。
相對于國內重型載貨車火爆的市場需求和開發沖勁而言，中、輕型載貨車和皮卡市場相對萎縮，玻璃鋼/復合材料的應用情況有下降趨勢。
采用FRP內外板內夾聚氨酯泡沫材料生產的冷藏車箱體等，使用量比較平穩并略上升趨勢。[-page-]
5 結束語
汽車工業一直是新材料、新工藝、新設計和新組裝概念的推動者，我國汽車工業的快速發展帶動了玻璃鋼/復合材料的創新性發展。進入21世紀后，汽車復合材料無論在材料開發應用方面、工藝技術發展方面、制品應用拓展方面都取得了長足的進步，同時也為進一步推動玻璃鋼/復合材料在我國汽車工業中擴大應用領域、增強與傳統的汽車材料(如金屬、工程塑料等)的競爭力奠定良好的基礎。
1 前 言
汽車工業是我國國民經濟的支柱產業，近幾年來已取得迅猛的發展。汽車工業的快速發展導致了汽車保有量的急劇增加，同時也給社會帶來了三大問題：能源匱乏、環境污染和安全問題。汽車節能、環保、安全既是國際汽車技術的發展方向，也是我國汽車產業政策的要求。減少燃料消耗和降低對環志的污染已成為汽車工業發展和社會可持續發展急需解決的關鍵問題。實現汽車輕量化，是節省能源的有效的途徑之一，也是國際先進汽車制造商所追求的重要目標。汽車輕量化一方面決定于材料工業的發展，另一方面取決于提高汽車性能。采用高性能輕質材料是實現汽車輕量化的一條重要途徑，如選用鋁、鎂、鈦等合金、高強度鋼、工程塑料和復合材料等，用以制造汽車車身、底盤、發動機等零部件，可有效減輕汽車自重，提高發動機效率。據估計，汽車重量每減輕10%，就會節省6~8%的燃料。
作為構成汽車以塑代鋼的重要輕量化材料-玻璃鋼/復合材料，與汽車節能、環保、安全有著密不可分的關系。采用玻璃鋼/復合材料制造汽車車身殼體及其他相關部件，是使汽車輕量化有效的途徑之一。玻璃鋼/復合材料的問世，為汽車造型設計提供了重要的變革條件，利有其設計自由度大和成型方便的特點為汽車產品造型、功能增添了新奇與美感，實現汽車車身流線型的設計理念，同時，玻璃鋼/復合材料還具有安全、低噪音、保溫隔熱等優良性能。由于汽車的質量減輕，滾動阻力減少，進而取得降低油耗、節約能源、減少環境污染以及保證安全等一系列效能。
到20世紀80年代中后期，隨著我國汽車發展政策的重大轉型以及國外先進汽車技術和資本的引入，汽車復合材料的應用隨著我國汽車工業的蓬勃發展取得突破，逐步改變了原有傳統手糊工藝單一作業模式，通過技術引進與消化吸收融入了SMC、RTM、噴射等工藝技術，形成了一定規?；a技術與能力，零部件質量大幅提高，汽車主機廠對汽車復合材料認同度大大增強。我國汽車復合材料的大規模應用始于引進車型上，也在自主開發的一些車型上得到應用，尤其在近幾年來取得了長足發展，但總體來說與發達尚有距離。據估算，目前我國玻璃鋼/復合材料年產量已超200萬t，但汽車復合材料的年用量僅為十幾、二十萬噸，所占比例較小，而且由于汽車復合材料廠家普遍規模較小，創新發展能力不足。
2 玻璃鋼/復合材料在轎車方面的新應用
目前我國轎車生產仍然以進口車型為主，主要分為美系、歐系與日韓系。另有一些完全的自主品牌，如吉利、廳瑞、長城、獵豹等。進口車型的復合材料部件基本沿用原廠設計，部分實現本地化生產配套，但相當一部分部件依然需要KD件進口。國產品牌轎車上復合材料部件還較少使用。[-page-]
近年新應用實例：①北京奔馳300C油箱副隔熱板(乙烯基酯SMC)；②北汽二代軍車-勇士系列(圖1)的硬頂、發動機蓋、翼子板(手糊FRP)、前后保險杠、蓄電池托架(SMC)等；③鄭州日產銳騏(SUV)頂飾件總成、中隔窗、又開式后門(SMC)；④東風雪鐵龍標致307和上海大眾Polo前端支架(LFT)；⑤上汽榮威的底部導流板(SMC);⑥上海通用別克凱悅、君悅的天窗板(SMC)、后靠骨架總成(GMT)；⑦上海大眾帕薩特B5底部防護板(GMT)；⑧南汽名爵(MG)車頂(SMC)；⑨奇瑞在新車型開發中設計使用SMC制造車門；⑩以BMC注射為主導工藝的車燈反射罩在多個新車型中得到應用；⑾短纖維玻纖增強熱塑性塑料(如PP、PA)部件得到快速應用。
3 玻璃鋼/復合材料在客車方面的新應用
玻璃鋼/復合材料在國內大型、豪華客車中均有應用，幾乎囊括如廈門/蘇州金龍、西沃、安凱、鄭州宇通、丹東黃海、福國歐V等所有客車廠家的所有車型，涉及應用部件有前后圍、前后保險杠、翼子板、輪護板、裙板(側圍板)、后視鏡、儀表板、倉門板等。由于此害客車部件種類多、較大、量小，一般采用手糊/噴射或/RTM工藝成型。
在中小型客車中，玻璃鋼/復合材料也有廣泛應用。如南京依維柯都靈V系列車的SMC豪華面罩、電動門總成、三角窗總成、后行李廂門總成和FRP后圍總成等；依維柯軍用客貨兩用改裝車的發動機蓋(手糊)等。
近年來，玻璃鋼/復合材料在微型客車領域應用有所增加，而且有應用SMC、RTM工藝逐步替代傳統手糊工藝的趨勢。
國內開發主導用于公交客車使用的復合材料CNG氣瓶，主要采用金屬內襯纏繞技術制造，“十五”期間產量逾14萬只。[-page-]
4 玻璃鋼/復合材料在載貨車方面的新應用
隨著載貨車技術的引進、消化、吸收以及自主創新，近年來國內載貨車技術得到很大的提高、優化與改進，同時隨著國民經濟的高速發展帶來的市場驅動引起載貨車產量的不斷攀升，玻璃鋼/復合材料在載貨車中取得了突破性的應用，尤其在中重型卡車方面。以SMC、RTM為主導的復合材料應用尤為活躍，涉及駕駛室頂蓋、前翻轉蓋板、前圍面罩、保險杠、翼子板、側圍護板、腳 踏板、輪罩及其裝飾板、門下裝飾板、前圍裝飾罩、導風罩、導流板、導流罩、側裙板、雜物箱以及發動機部件等。
近幾年來，投入批產的重型載貨車新車型包括：角放J5和J6、東風天龍、重汽“華活”和“豪濼”、北汽福田“歐曼ETX”、陜汽“德御”和“德龍F3000”、重慶紅巖“霸王”和“斯達-斯太爾”、東風柳汽“新霸龍”(507)、洛陽福賽特“福德”、鎮江華菱重卡、安徽精功重卡、江淮格爾發、金華青年“曼”、南汽凌野等，在車身件上大量使用了玻璃鋼/復合材料，主要以SMC為主，輔以RTM、噴射和手糊等工藝技術，成為近年來玻璃鋼/復合材料在汽車業中的應用拓展的亮點。圖2為北汽福田歐曼ETX重型載貨車典型應用示例。
相對于國內重型載貨車火爆的市場需求和開發沖勁而言，中、輕型載貨車和皮卡市場相對萎縮，玻璃鋼/復合材料的應用情況有下降趨勢。
采用FRP內外板內夾聚氨酯泡沫材料生產的冷藏車箱體等，使用量比較平穩并略上升趨勢。[-page-]
5 結束語
汽車工業一直是新材料、新工藝、新設計和新組裝概念的推動者，我國汽車工業的快速發展帶動了玻璃鋼/復合材料的創新性發展。進入21世紀后，汽車復合材料無論在材料開發應用方面、工藝技術發展方面、制品應用拓展方面都取得了長足的進步，同時也為進一步推動玻璃鋼/復合材料在我國汽車工業中擴大應用領域、增強與傳統的汽車材料(如金屬、工程塑料等)的競爭力奠定良好的基礎。
