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SMC具有優(yōu)越的電氣性能、耐腐蝕性能、質(zhì)輕及工程設(shè)計(jì)容易、靈活等優(yōu)點(diǎn),其機(jī)械性能可以與部分金屬材料相媲美,因而廣泛應(yīng)用于運(yùn)輸車輛、建筑、電子/電氣等行業(yè)中。
隨著汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益白熱化和面對(duì)相對(duì)同質(zhì)化的市場(chǎng),如何滿足客戶不斷增長(zhǎng)的個(gè)性化需求已成為世界各國(guó)汽車制造商不放過(guò)任何一個(gè)賣點(diǎn),車頂就是制造商關(guān)注創(chuàng)新點(diǎn)之一。汽車制造商把具有新穎設(shè)計(jì)的車型和多功能綜合特性結(jié)合以期望吸引更多的買主,這已成為一種新的趨勢(shì)。與創(chuàng)造一個(gè)新的車內(nèi)環(huán)境來(lái)贏得新顧客的青睞相比,這也是一個(gè)更為簡(jiǎn)單可行的方法。而工程塑料在汽車上的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)人員的想象力。
SMC是英語(yǔ)Sheet Moulding Compound的縮寫,我國(guó)稱為玻璃鋼,術(shù)名稱為片狀模塑料,是一種玻璃纖維增強(qiáng)的熱固性復(fù)合材料,通常由樹脂、低收縮添加劑、填料、玻璃纖維及各種助劑制成的片狀材料,適用于壓制成型。意大利朗基爾集團(tuán)(RANGERGROUP)法國(guó)公司生產(chǎn)的法國(guó)雪鐵龍Berlingo車型就應(yīng)用了SMC來(lái)制造多功能車頂。
SMC在上個(gè)世紀(jì)60年代初首先出現(xiàn)在歐洲,1965年前后,美、日相繼發(fā)展了這種工藝。進(jìn)入80年代末,引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的SMC生產(chǎn)線和生產(chǎn)工藝。SMC具有優(yōu)越的電氣性能、耐腐蝕性能、質(zhì)輕及工程設(shè)計(jì)容易、靈活等優(yōu)點(diǎn),其機(jī)械性能可以與部分金屬材料相媲美,因而廣泛應(yīng)用于運(yùn)輸車輛、建筑、電子/電氣等行業(yè)中。
雪鐵龍Berlingo多功能車頂模塊首次應(yīng)用SMC
在2000年9月的巴黎汽車展上,法國(guó)雪鐵龍公司向公眾推出了被譽(yù)為“家庭朋友”Berlingo的新型多用途車,該車首次創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了一個(gè)用SMC材料制造的Mudutop多功能車頂模塊,在當(dāng)時(shí)引起了較大的轟動(dòng),成為2000年巴黎車展的一大亮點(diǎn)。展會(huì)上,雪鐵龍公司通過(guò)在Berlingo車上使用SMC多功能車頂模塊向世人展示了其大膽采用新材料、新工藝、新技術(shù)制造新的車頂概念,也通過(guò)賦予這種車頂以新的功能再次明確了雪鐵龍公司注重創(chuàng)新、注重舒適度的意愿,其目的在于給買主提供更加充分的舒適度。
為了降低成本,提高質(zhì)量,以迎合汽車市場(chǎng)對(duì)小批量、多品種、個(gè)性化的需求,目前世界上一些汽車整車廠已開始將原來(lái)直接由各供應(yīng)商提供單個(gè)零件、由整車廠在生產(chǎn)線上組裝的生產(chǎn)模式逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橛梢患?jí)供應(yīng)商承擔(dān)模塊供貨、整車廠僅做模塊組裝的模塊化生產(chǎn)模式。雪鐵龍公司Berlingo多用途車的SMC多功能車頂就是一個(gè)典型的模塊,它由意大利朗基爾集團(tuán)(RANGER GROUP)法國(guó)公司完成全部的車頂生產(chǎn)和組裝形成一個(gè)完整的車頂模塊,然后交付雪鐵龍公司總裝。雪鐵龍Berlingo多功能車頂模塊制造的主要生產(chǎn)步驟見圖4。
圖1 Berlingo多功能車頂模塊主要生產(chǎn)步驟示意
從Berlingo車頂模塊制造的主要生產(chǎn)步驟示意圖中,可以了解到該車頂模塊制造有以下幾個(gè)只要特點(diǎn):車頂外覆蓋件采用低壓SMC壓制而成,外表面油漆為灰色金屬緞紋漆,采用離線噴涂(off-line)工藝。車頂內(nèi)結(jié)構(gòu)件和部分組件采用皮紋象牙色著色SMC壓制而成。車頂外覆件和內(nèi)結(jié)構(gòu)件采用粘接工藝連成一體,形成具有較高強(qiáng)度和剛度的二層結(jié)構(gòu)整體車頂。車頂上的5塊著色玻璃通過(guò)粘接工藝固定在5個(gè)窗孔位置上并輔以橡膠密封。通過(guò)組裝輔助功能部件,如行李箱罩蓋、鎖-鉸鏈-彈簧、電器裝置、通風(fēng)裝置等形成一個(gè)完整的SMC多功能車頂模塊交付主機(jī)廠總裝。
SMC與其他材料相比十分具有吸引力,也是能滿足高要求低成本的材料,其主要優(yōu)點(diǎn)有:
重量輕。普通SMC的密度為1.8-1.9g/cm3,低壓SMC的密度為1.3 g/cm3,是鋼的1/4-1/6左右,同樣的部件在滿足相同剛度情況下,普通SMC通常比鋼材減重20%-30%,低壓SMC減重則更多。減重不僅有利于節(jié)約能源,減少污染,作為車頂模塊減重將使汽車的重心下降,駕駛更平穩(wěn)舒適,安全性更好。
設(shè)計(jì)自由度高。SMC無(wú)論是材料的性能設(shè)計(jì),制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及制造工藝設(shè)計(jì)等多個(gè)方面都具有靈活的可以滿足設(shè)計(jì)要求達(dá)到最佳性價(jià)比的特點(diǎn)。這在Berlingo車頂模塊上也得到了充分體現(xiàn),如采用低壓SMC,著色SMC,多玻璃天窗結(jié)構(gòu)等。這些特性是金屬、木材和陶瓷等其它材料所不具備的。
部件集成化。SMC能夠?qū)崿F(xiàn)金屬材料難以實(shí)現(xiàn)的部件集成。一方面是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的部件集成化;另一方面是材料設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝設(shè)計(jì)相結(jié)合的綜合優(yōu)化集成。Berlingo車頂模塊就是SMC部件集成優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)例,通過(guò)部件集成,SMC為Berlingo車頂模塊帶來(lái)性能、質(zhì)量、效率和效益上的諸多優(yōu)勢(shì)。
投資成本低。SMC不同于金屬?zèng)_壓成型,SMC零部件為一次壓制成型,再加上部件集成優(yōu)勢(shì),因此SMC的裝備和模具投資很小,相同零部件通常比金屬?zèng)_壓工藝投資節(jié)省50%以上,在小批量規(guī)模前提下(年產(chǎn)5萬(wàn)輛以下),SMC部件制造成本比金屬部件要低,更具成本優(yōu)勢(shì)。
耐溫隔熱性好。SMC與鋼的CLTE(線性熱膨脹系數(shù))類似。SMC具有很好的耐溫阻熱性能,即使長(zhǎng)期在高、低溫條件下用仍能保持較高的機(jī)械性能。SMC的熱變形溫度在200℃以上,SMC的CLTE與鋼的CLTE非常接近,所有這些性能對(duì)長(zhǎng)期暴露在室外并需要與鋼車身緊密相連的車頂來(lái)說(shuō)都是非常有利的因素。
可實(shí)現(xiàn)A級(jí)表面。對(duì)乘用車來(lái)講,車身表面質(zhì)量是非常重要的技術(shù)指標(biāo)之一,SMC能夠滿足乘用車A級(jí)表面的質(zhì)量要求,雖然車頂表面不如車身直觀,但同樣十分重要。
有很好的粘接性能。SMC不僅與自身相同的材料有好的粘接性能,與鋼材、玻璃等其它材料也同樣具有良好的粘接性能。在Berlingo車頂模塊上,大部分的連接都是采用粘接工藝,這不但使工藝簡(jiǎn)化,整體剛性好,還提高了整車的密閉性個(gè)舒適性。
另外,SMC還具有性能穩(wěn)定、耐腐蝕、易成型、易噴涂、與包括鋼材在內(nèi)的其它材料易相兼容等優(yōu)良特性。 |
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