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降本、降噪、減重……終于找到SMC 這波汽車應(yīng)用方案

2019-08-28 08:55:17 來源：CPRJ中國(guó)塑料橡膠 閱讀量：16490 評(píng)論
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　　【塑料機(jī)械網(wǎng) 科技創(chuàng)新】 隨著汽車輕量化、節(jié)能化、化的發(fā)展趨勢(shì)，汽車制造商除了進(jìn)行設(shè)計(jì)、工藝方面的創(chuàng)新，采用新型材料也是順應(yīng)合汽車未來發(fā)展趨勢(shì)的重中之重。
 
　　當(dāng)中，復(fù)合材料由于具有結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性、輕量化、高性能及成本優(yōu)勢(shì)等，成為當(dāng)前及未來汽車應(yīng)用的熱門之選，常用的有碳纖維、玻璃鋼等。
 
　　有數(shù)據(jù)顯示，汽車整車減重1%，就可減少油耗0.7%，因此，汽車輕量化是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的主要方法之一，而使用SMC復(fù)合材料替換車身的鋼鋁部件則是輕量化的一大趨勢(shì)。
 
　　另外，復(fù)合材料具有特殊的振動(dòng)阻尼特性，可減振和降低噪聲、抗疲勞性能好，損傷后易修理，便于整體成形，可用于制造汽車車身、受力構(gòu)件、傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)架及其內(nèi)部構(gòu)件。
 
　　雙壁結(jié)構(gòu)復(fù)合型發(fā)動(dòng)機(jī)罩：改善NVH與輕量化
 
　　復(fù)合材料汽車零部件供應(yīng)商—帝人旗下的美國(guó)五洲結(jié)構(gòu)塑料有限公司(Continental Structural Plastics，以下簡(jiǎn)稱CSP)日前宣布為福特汽車公司(Ford)提供業(yè)內(nèi)*用于2020款福特Explorer的復(fù)合雙壁(Dual Wall Dash)發(fā)動(dòng)機(jī)防護(hù)罩。
 
　　這種SMC復(fù)合模塑材料防護(hù)罩能夠顯著降低車廂內(nèi)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的NVH——噪音(Noise)、振動(dòng)(Vibration)、聲振粗糙度(Harshness)。
 
　　“Dual Wall Dashboard”保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)后部的同時(shí)，還能覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)艙兩側(cè)的支撐塔架，在發(fā)動(dòng)機(jī)艙與前艙壁之間形成高密封空間。
 
　　由此，可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)產(chǎn)生的噪聲消散從而大幅提升NVH，并在實(shí)現(xiàn)該功能的同時(shí)，僅靠4個(gè)GF-SMC成型材料就完成了以往鋼材料難以成型的既薄又復(fù)雜的形狀，可以收入發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)有限的狹小空間。
 
　　并且，實(shí)現(xiàn)了12磅(約5.5kg)的輕量化，還具備發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)電氣零部件的熱防護(hù)功能。
 
　　由于它是由復(fù)合材料制成，因此還具備可模塑性及設(shè)計(jì)靈活度，以支持復(fù)雜的下罩包裝環(huán)境。
 
　　復(fù)合雙壁發(fā)動(dòng)機(jī)防護(hù)罩優(yōu)點(diǎn)：
 
　　降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音；聲音在傳達(dá)到主儀表板前就被消散，達(dá)到改善聲學(xué)效果；適配發(fā)動(dòng)機(jī)裝配和維修保養(yǎng)問題
 
　　CSP業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)Bryan Ludwig解釋道：
 
　　“由于復(fù)合材料具有以上特性，以及提供設(shè)計(jì)靈活性，令其成為許多下罩應(yīng)用的選擇。我們的玻纖復(fù)合材料是一種熱固性材料，它實(shí)際上比金屬具備更佳的熱性能，并且體積可以模造得足夠輕薄，以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的狹小空間。”
 
　　CSP執(zhí)行官Steve Rooney補(bǔ)充道：“我們一直在研究途徑，致力于通過使用我們的復(fù)合材料來協(xié)助客戶應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)和工程挑戰(zhàn)。由于復(fù)合材料具有優(yōu)異的減震性能，能夠?yàn)楦Ｌ伛{駛室打造的安靜環(huán)境，從而提升了Explorer和Aviator車主的駕駛體驗(yàn)。”
 
　　帝人從材料選定到零部件設(shè)計(jì)加強(qiáng)整體提案能力，確立穩(wěn)定的供應(yīng)體制，同時(shí)為了應(yīng)對(duì)2020年以后環(huán)保限制嚴(yán)格化而推進(jìn)車身輕量化，不斷擴(kuò)充使用材料并展開與其他廠家的協(xié)作等，力爭(zhēng)作為多材料零部件供應(yīng)廠家提高解決方案的提案能力。
 
　　帝人瞄準(zhǔn)中國(guó)SMC市場(chǎng)
 
　　帝人株式會(huì)社已在中國(guó)成立合資公司賽史品威奧(CSP-Victall)，該公司是由帝人旗下公司— 美國(guó)五洲結(jié)構(gòu)塑料有限公司(CSP)和青島威奧軌道股份有限公司共同組建的合資公司，專注于中國(guó)汽車輕量化解決方案、新能源汽車電池殼體解決方案。
 
　　賽史品威奧已向汽車零部件供應(yīng)商提供可用于車身外飾件制作的玻纖-片狀成型材料(GF-SMC)復(fù)合材料。
 
　　CSP-Victall公司認(rèn)為中國(guó)的新能源汽車用電池殼體以及皮卡車相關(guān)零部件具有較強(qiáng)的增長(zhǎng)的潛力。
 
　　新工廠主要生產(chǎn)電池殼體以及皮卡、車體外板等與新能源汽車相關(guān)的產(chǎn)品。
 
　　推出國(guó)內(nèi)*復(fù)合材料皮卡后斗
 
　　早前，賽史品威奧(唐山)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料有限公司(以下簡(jiǎn)稱賽史品威奧)宣布，國(guó)內(nèi)*SMC復(fù)合材料皮卡后斗已成功應(yīng)用于江鈴(JMC)皮卡域虎3 SMC加強(qiáng)貨箱車型和域虎5 SMC加強(qiáng)貨箱車型。
 
　　此次與江鈴汽車合作開發(fā)生產(chǎn)的SMC皮卡后斗，全面解決了傳統(tǒng)鈑金材料重量大、易腐蝕和投資高的問題。
 
　　項(xiàng)目也借鑒了母公司美國(guó)五洲結(jié)構(gòu)塑料有限公司(CSP)在北美為同類產(chǎn)品開發(fā)的成功經(jīng)驗(yàn)。此創(chuàng)新項(xiàng)目采用SMC片狀模壓復(fù)合材料，整個(gè)皮卡后斗經(jīng)一體模壓成型，大大降低了產(chǎn)品制造周期及工裝模具數(shù)量。
 
　　江鈴汽車車身技術(shù)總監(jiān)丁志勇表示：
 
　　“在材料工程方面，每輛汽車的減重都是一項(xiàng)重大成就，此次域虎新型SMC皮卡后斗相比于鈑金實(shí)現(xiàn)了減重30%，這個(gè)減重成果遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)同類鈑金后斗。江鈴一直尋求新型材料應(yīng)用的革新，相信此次與賽史品威奧合作推出國(guó)內(nèi)*復(fù)合材料后斗，更能夠讓我們的皮卡用戶切實(shí)地感受到SMC后斗所帶來的性能提升。”
 
　　為生產(chǎn)配方的SMC片材，賽史品威奧使用全自動(dòng)生產(chǎn)線，控制高強(qiáng)度樹脂和玻璃纖維等不同原材料的配比。
 
　　生產(chǎn)出的SMC片材自動(dòng)裁切后送入模具中，經(jīng)由的4300噸壓機(jī)進(jìn)行真空模壓冷卻成型。這種先進(jìn)的制造工藝可以充分滿足主機(jī)廠對(duì)零部件作業(yè)的率、高質(zhì)量要求。
 
　　SMC后斗相比鈑金材質(zhì)，有重量輕、耐腐蝕和抗沖擊的顯著優(yōu)勢(shì)，大大提高了惡劣條件及高腐蝕性工況的用戶體驗(yàn)。經(jīng)過包括工具箱沖擊、油桶跌落和磚石沖擊的試驗(yàn)后顯示，SMC后斗不會(huì)像鈑金材質(zhì)一樣留下較大凹痕。
 
　　賽史品威奧總經(jīng)理宋長(zhǎng)江稱：“此次與江鈴汽車的SMC后斗*項(xiàng)目合作，將會(huì)產(chǎn)生良好的市場(chǎng)示范效應(yīng)。SMC復(fù)合材料后斗與傳統(tǒng)鈑金相比，成型更方便、設(shè)計(jì)自由度大、綜合經(jīng)濟(jì)效益更明顯等突出優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)成為國(guó)內(nèi)汽車輕量化的材料而受到更多主機(jī)廠的青睞。”
 
　　MC后斗以其在成本及抗沖擊等方面表現(xiàn)出的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，贏得了北美市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。
 
　　CSP公司負(fù)責(zé)開發(fā)的豐田Tacoma和本田Ridgeline等皮卡后斗已投入市場(chǎng)多年。賽史品威奧將結(jié)合其中經(jīng)驗(yàn)更好地服務(wù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。
 
　　該公司相信未來會(huì)有更多的主機(jī)廠將采用新型復(fù)合材料后斗，以滿足消費(fèi)者日益增長(zhǎng)的對(duì)皮卡多樣化和消費(fèi)升級(jí)的需求。
 
　　SMC材料應(yīng)用于汽車行業(yè)七大優(yōu)勢(shì)
 
　　SMC即片狀模壓料(Sheet Molding Compound)是由樹脂糊浸漬纖維或短切纖維氈，兩邊覆蓋聚乙烯薄膜而制成的一類片狀模壓料，屬于預(yù)浸氈料范圍。
 
　　SMC是目前上應(yīng)用廣泛的玻璃鋼制品成型材料之一，主要原料由GF(專用紗)、UP(不飽和樹脂)、低收縮添加劑，MD(填料)及各種助劑組成。
 
　　根據(jù)一項(xiàng)新的Global Info Research (GIR)調(diào)查，SMC市場(chǎng)預(yù)計(jì)在未來五年內(nèi)將以約3.9%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到2024年將從2019年的18.8億美元增長(zhǎng)到23.6億美元。
 
　　在應(yīng)用領(lǐng)域方面，SMC在汽車行業(yè)的應(yīng)用潛力巨大。
 
　　SMC材料廣泛應(yīng)用于汽車零部件，包括車身部件、結(jié)構(gòu)件及功能件。
 
　　SMC在汽車應(yīng)用的主要方向?yàn)檐嚿聿考?，例如車?nèi)飾件、散熱器護(hù)柵板、車門、車蓬硬頂、大燈反光板、前后保險(xiǎn)杠、車身殼體、天窗等。
 
　　透過使用SMC復(fù)合材料，可以實(shí)現(xiàn)車身設(shè)計(jì)的靈活性，例如流線型設(shè)計(jì)，同時(shí)達(dá)到外觀的美觀效果和高品質(zhì)。
 
　　在結(jié)構(gòu)件方面，包括座椅骨架、保險(xiǎn)杠骨架及前端支架等，使用SMC材料能夠?qū)崿F(xiàn)制件的設(shè)計(jì)自由度及多功能性等。
 
　　在功能件方面，主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)周邊部件，主要利用SMC材料的耐高溫、耐油腐蝕特性，例如油底殼、空濾器蓋進(jìn)氣歧管、齒輪室蓋、發(fā)動(dòng)機(jī)氣門罩蓋、導(dǎo)風(fēng)罩、加熱器蓋板、發(fā)動(dòng)機(jī)隔音板及進(jìn)氣管護(hù)板等。
 
　　美國(guó)復(fù)合材料制造商協(xié)會(huì)(ACMA)的一個(gè)分部——汽車復(fù)合材料聯(lián)盟(ACA)認(rèn)為，SMC在汽車應(yīng)用方面至少具備七大優(yōu)勢(shì)：
 
　　顯著減輕重量(比同等鋼部件輕約20-35%);通過在單一組件中進(jìn)行零件集成，并結(jié)合結(jié)構(gòu)和裝配功能，降低了制造復(fù)雜性；降低加工成本(比鋼沖壓工具少40%);相較鋁鋼材料，抗凹陷性能更強(qiáng)，特別是在外部覆層(車身板)中；優(yōu)越的耐腐蝕性；降噪減震；可透過適應(yīng)復(fù)雜形狀、幾何細(xì)節(jié)等實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)靈活性。
 
　　延伸閱讀：SMC其他應(yīng)用
 
　　除了廣泛應(yīng)用于汽車部件， SMC還廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)，例如在電子電器應(yīng)用方面，可用于電器罩殼、電器原件與電部件及輸電線等；在建設(shè)模具領(lǐng)域，可用于水箱板模具、玻璃纖維門模具及儲(chǔ)存間構(gòu)件模具等；在交通運(yùn)輸模具方面，可應(yīng)用于火車窗框模具、座椅模具、車廂壁板模具等。
 

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