SMC（Sheet Molding Compound）

 

片状模塑料，干法制造不饱和聚酯玻璃钢制品的模塑料。SMC被称之为片状模塑料，成型工艺为模压成型，是指将一定量的模压料放入金属对模中，在一定温度、压力、时间下，固化成型制品。

SMC成型工艺中，模温机根据模压成型材料的特点进行定制设计。模压过程中，为了使SMC固化均匀，减少热应力，需要高精度模温机来对模具加热阶段温控。

保持成型温度后还需要保温一段时间，在控温过程中，模温机要具备热效率高、加热控温均匀、温度控制准确、升温速率快等特点。

应用领域

SMC材料具有轻量化、高强度、高硬度、高耐腐蚀性等特性，广泛应用于电子、军工、航天、汽车等领域。

在电子行业，它被用于制造电子产品外壳、支架等部件，其优异的绝缘性能和机械强度，可以保护电子设备免受外界干扰和损坏。

在军工行业，它被用于制造坦克、飞机、导弹等武器装备可以提高武器装备的作战能力和生存能力。

在航天行业，它被用于制造飞机外壳、机翼、机身等部件，可以最大程度上降低飞机的重量、提高飞机的强度。

在汽车行业，它广泛应用于车身、车门、引擎盖等部件。使车身更轻、更坚固、更耐腐蚀的同时提高汽车的燃油效率和安全性能。

下面复材周报就SMC工艺在汽车复合材料的应用作盘点。

我国汽车复合材料应用前景

我国汽车工业的发展很大程度上得益于资本和技术的引进，同时也得益于国内汽车主机厂自主设计开发能力的提高。我国实行改革开放以来，由于引进合资，我国的汽车制造能力从四五十年代的解放牌水平一下子提高到可以制造奥迪A6、帕萨特B5，别克等近代先进轿车的水平，并进一步实现诸如宝马、奔驰等当代最高档轿车实现同步开发与生产。统计数据显示，2006年我国汽车产销量突破700万辆，成为继美国市场之后的世界第二大市场和仅次于美国和日本的世界第三大汽车生产国。随着国民经济继续保持较快增长的态势下，今后我国汽车工业仍将稳步上升。

 

我国1990年-2006年汽车产销量

未来的汽车与现在的汽车在很多方面不会有太大的区别，但设计思想会有很大不同。当今社会，人们目光的角度已逐渐转到人与自然的关系问题上，环境与能源问题成为世界上每个国家能否生存和发展的关键。随着人们环保意识的不断提高以及各国环保法规的相继出台，绿色汽车已经成为未来汽车发展的必然趋势。而复合材料作为未来汽车材料发展的主流，必将在其中扮演非常重要的角色。构筑材料、成型加工、设计、检查一体化的材料系统，形成联盟和集团化的组织系统，这将更充分的利用各方面的资源（技术资源、物质资源），紧密联系各方面的优势，以推动复合材料工业的进一步发展。

 

汽车工业的发展日新月异，复合材料的研究也是一日千里，各种新型的车型，新式的材料不断地涌现。可以预测在不久的将来，更高性能的复合材料将更大范围地应用在汽车领域中。

SMC在汽车工业中的应用

1953年世界上第一部FRP汽车——GM Corvette制造成功，玻璃钢/复合材料即成为汽车工业的一支生力军。但传统的手糊成型工艺只适于小批量生产，无法满足汽车工业大规模的需要。

20世纪70年代开始，由于SMC材料的成功开发和机械化模压技术以及模内涂层技术的应用，使玻璃钢/复合材料在汽车应用的年增长速度达到25％，进入汽车玻璃钢材料发展的第一个快速发展时期。

20年代90年代初，随着环保和轻量化、节能等呼声越来越高，以GMT（玻璃纤维毡增强热塑性复合材料）、LFT（长纤维增强热塑性复合材料）为代表的热塑性复合材料得到了迅猛发展，主要用于汽车结构部件的制造，年增长速度达到10～15％，掀起第二个快速发展时期。

 

玻璃钢/复合材料汽车零部件主要分为三类：车身部件、结构件及功能件。

1、车身部件

包括车身壳体、车蓬硬顶、天窗、车门、散热器护栅板、大灯反光板、前后保险杠等以及车内饰件。这是玻璃钢/复合材料在汽车中应用的主要方向，主要适应车身流线型设计和外观高品质要求的需要，目前开发应用潜力依然巨大。主要以玻璃纤维增强热固性塑料为主，典型成型工艺有：SMC/BMC、RTM和手糊/喷射等。

 

2、结构件

包括前端支架、保险杠骨架、座椅骨架、地板等，其目的在于提高制件的设计自由度、多功能性和完整性。主要使用高强SMC、GMT、LFT等材料。

3、功能件
其主要特点是要求耐高温、耐油腐蚀，以发动机及发动机周边部件为主。如：发动机气门罩盖、进气歧管、油底壳、空滤器盖、齿轮室盖、导风罩、进气管护板、风扇叶片、风扇导风圈、加热器盖板、水箱部件、出水口外壳、水泵涡轮、发动机隔音板等。主要工艺材料为：SMC/BMC、RTM、GMT及PA/GF等。

4、其他相关部件

如CNG气瓶、客车与房车卫生设施部件、摩托车部件、高速公路防眩板和防撞立柱、公路隔离墩、商品检测车顶柜等。

SMC在美国汽车工业中的应用

玻璃钢/复合材料在汽车上应用最广泛，工业科技水平最先进的，首推美国。

 

美国是世界上第一大玻璃钢/复合材料生产与消耗国，在汽车上大量采用玻璃钢/复合材料，使汽车轻量化取得了显著效果。

一些应用实例如下：

1）GM EV1全FRP车身电动汽车，包括SMC车顶、SMC发动机盖、SMC后背厢盖、SMC车门、RRIM前翼子板、RRIM前后面板、RRIM后角板和后轮衬板、SRIM全空气动力学前面板、玻纤增强PUR仪表板、RTM底盘。

 

2）Ford Calaxy前端支架（GMT）、Focus/C-MAX前窗下饰板（SMC）、Thunderbird前端板、发动机盖板、前翼子板、后背厢盖、后座盖板（SMC）、Cadillac XLR门板、后背厢盖、翼子板、前端板（SMC）、Lincoln Continental发动机盖、翼子板、后背厢盖（SMC）等。

3）Chrysler Crossfire后导流板、挡风玻璃盖板/a-立柱（SMC）；Maybach 后背厢盖（SMC）；Alfa Romeo Spider和Smart Roadster等的发动机盖板、后背厢盖（SMC）等。

SMC在欧洲汽车工业的应用

在欧洲，英、德、法、意、瑞典等国家较早采用了玻璃钢/复合材料汽车部件。目前玻璃钢/复合材料已在梅德赛斯－奔驰、BMW、大众、标致－雪铁龙、沃尔沃、菲亚特、莲花、曼恩等欧洲汽车厂的轿车、客车和载货车等各种车型中大量应用。汽车复合材料年消耗量约占其复合材料年产量的25％左右；其中35％左右的SMC、80％以上的GMT与LFT均用于汽车部件制造。

 

最新应用实例如下：

1）梅德赛斯－奔驰轿车：CL coupe 后背厢盖（SMC），运动型 Coupe 后尾门（SMC）；SLR天窗、隔音罩、通风侧板、后扰流板（SMC）；S系列后保险杠支架（GMT/LFT）；E系列车灯反射罩（BMC）等。

 

梅德赛斯－奔驰Coupe车型SMC后尾门

2）BMW 3系列Touring和X5的后扰流板（SMC）、BMW Z4硬顶（SMC）、BMW系列后保险杠支架（GMT/LFT）、BMW 5系列车灯反射罩（BMC）等。

3）VW Touareq/Polo GT1/Lupo GT1/FS1后扰流板（SMC）、VW Golf R32 发动机盖（SMC）、Audi A2分割式储物箱（SMC）、Audi A4可折叠型后背箱盖（SMC）、VW Golf A4车灯反射罩（BMC），以及Golf全复合材料车身电动车。

 

全FRP车身电动车

4）标致607备胎箱（LFT），标致405保险杠支架（LFT），标致807后尾门、翼子板（SMC）；以及雪铁龙系列Berlngo车顶模板（SMC），Xantian前端支架（LFT），AX尾部底板总成（GMT），C80后尾门（SMC）等。

5）Volvo XC70、XC90、V70后尾门（SMC/BMC）以及Renault Espace后举升门、侧门、侧护板及车顶（SMC）和Mosaic前端结构骨架总成（LFT）、车灯反射罩（BMC）。

6）在梅德赛斯－奔驰Actros/Actros Megaspace、MAN TG-A和F2000、Volvo FH/FM系列、Renault Magnum/Premium/Midlum、Premium H130以及Scania以及Iveco Stralis等新型重型载货车车型上，均大量使用以SMC为主导的复合材料。

 

复合材料在重型载货车典型应用实例——MAN TG-A

 

Volvo FH/FM系列用D12发动机油底壳

SMC在日韩国家应用情况

日本采用玻璃钢/复合材料的步伐和进展要落后很多，主要原因是日本冶金工业发达，钢材质优价廉。直到20世纪80年代中期，日本才正式开始积极研究开发FRP汽车部件，并转入规模生产，其中大部分采用SMC工艺，而且呈逐年上升趋势。韩国汽车工业基本上走日本汽车材料发展之路。

SMC在中国汽车工业中的应用现状

到20世纪80年代中后期，中国汽车工业逐步改变了传统手糊工艺单一作业模式，通过技术引进与消化吸收融入了SMC、RTM、喷射等工艺技术，形成了一定的规模化生产技术与能力，零部件质量大幅提高。我国汽车复合材料的大规模应用始于引进车型上，也在自主开发的一些车型上得到应用，尤其在近几年来取得了长足发展。

 

 

轿车方面的应用

目前我国轿车进口车型的复合材料部件基本沿用原厂设计，部分实现本地化生产配套，但相当一部分部件依然需要进口；国产品牌轿车上复合材料部件还较少使用。

应用实例：

1）北京奔驰300C油箱副隔热板（乙烯基酯SMC）；

2）北汽二代军车――勇士系列的硬顶、发动机盖、翼子板（手糊FRP）、前后保险杠、蓄电池托架（SMC）等；

3）郑州日产锐骐（SUV）顶饰件总成、中隔窗（SMC）；

4）东风雪铁龙标致307前端支架（LFT）；

5）上汽荣威的底部导流板（SMC）；

6）上海通用别克凯悦、君悦的天窗板（SMC）、后靠背骨架总成（GMT）；

7）上海大众帕萨特B5底部防护板（GMT）；南汽名爵（MG）车顶（SMC）；

8）奇瑞在新车型开发中设计使用SMC制造车门。

客车方面的应用

 

玻璃钢/复合材料在国内大型、豪华客车中均有应用，几乎囊括如金龙、西沃、安凯、宇通、丹东黄海、福田欧V等所有客车厂家的所有车型，涉及应用部件有前后围、前后保险杠、翼子板、轮护板、裙板（侧围板）、后视镜、仪表板、仓门板等。由于此类客车部件类多、较大、量小，一般采用手糊/喷射或RTM工艺成型。

在中小型客车中，玻璃钢/复合材料也有广泛应用。如南京依维柯S系列车的SMC前保险杠、手糊/RTM硬顶、BMC前大灯反射罩，都灵V系列车的SMC豪华面罩、电动门总成、三角窗总成、后行李厢门总成和FRP后围总成等。近年来，玻璃钢/复合材料在微型客车领域应用有所增加，而且有应用SMC、RTM工艺逐步替代传统手糊工艺的趋势。

SMC在电动汽车电池包中的应用

随着最近两年电动汽车的快速崛起，为了提升续航里程，整车对轻量化要求仍然强烈。复合材料在电池包壳体上取代金属，也不断取得进展。SMC应用于电池包壳体，有以下优势：

• SMC产品模具价格比金属冲压模具低50-60%。
• SMC产品价格比金属件低10%-15%。
• SMC产品重量比金属件轻40%。

随着产品性能的提升和设计的改善，越来越多的电池包壳体，包括下壳体采用了SMC方案。

 

 

电池包下壳体由于要承受碰撞、高低温、腐蚀等更苛刻的环境，一般都还采用金属方案，但是随着复合材料加工工艺和产品设计的改善，其在下壳体也有望得到应用，这将使电池包的重量进一步大幅降低。

SMC在载货车中的应用

随着载货车技术的引进、消化、吸收以及自主创新，近年来国内载货车技术得到很大的提高、优化与改进，同时随着国民经济的高速发展带来的市场驱动带来载货车产量的不断攀升，玻璃钢/复合材料在载货车中取得了突破性的应用，尤其在中重型卡车方面。以SMC、RTM为主导的复合材料应用尤为活跃，涉及驾驶室顶盖、前翻转盖板、前围面罩、保险杠、翼子板、侧围护板、脚踏板、轮罩及其装饰板、门下装饰板、前围装饰罩、导风罩、导流板、导流罩、侧裙板、杂物箱以及发动机内部件等。

近几年来，投入批产的重型载货车新车型包括：解放J5和J6、东风天龙、中国重汽“华沃”和“豪泺”、北汽福田“欧曼ETX”、陕汽“德御”和“德龙F3000”、重庆红岩“霸王”和“斯达-斯太尔”、东风柳汽“新霸龙”（507）、洛阳福赛特“福德”、镇江华菱重卡、安徽精功重卡、江淮格尔发、金华青年“曼”、南汽凌野等，在车身件上大量使用了玻璃钢/复合材料，主要以SMC为主，辅以RTM、喷射和手糊等工艺技术，成为近年来玻璃钢/复合材料在汽车业中应用拓展德亮点。相对于国内重型载货车火爆的市场需求和开发冲劲而言，在中、轻型载货车和皮卡车市场相对萎缩，玻璃钢/复合材料的应用情况有下降趋势。

 

欧曼ETX重型载货车中汽车复合材料应用实例