玻璃鋼汽車殼

玻璃鋼自五八年我國開始研制后，歷經(jīng)五十余年的發(fā)展，目前已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可缺少的支柱產(chǎn)業(yè)之一。其產(chǎn)品已從Zui初的低檔工業(yè)用品和初級(jí)民用品過渡到目前的高檔裝飾民用產(chǎn)品和航天航空、軍事、汽車等工業(yè)用品。由于玻璃鋼自身具備的材料可選擇性、成型工藝的可設(shè)計(jì)性，已被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、造船工業(yè)、電子工業(yè)和軍事工業(yè)。  

汽車工業(yè)作為一個(gè)國家的工業(yè)支柱，推動(dòng)著冶金、化工、紡織等各項(xiàng)工業(yè)的發(fā)展，同樣也推動(dòng)著玻璃鋼工業(yè)的發(fā)展。

用玻璃鋼制造汽車及部件具有其它材料所不具備的優(yōu)異性能，其特點(diǎn)如下：   

（1）重量輕    由于玻璃鋼比重小，一般為1.6-2.0克/立方厘米，是鋼材的1/4，所制作的汽車比普通的車輕。  

（2）耗油量低    由于汽車自身重量降低，耗油量必然減少。據(jù)統(tǒng)計(jì)如果一輛車減輕450公斤，以行駛20萬公里計(jì)，可省油10100升，這對(duì)汽車行業(yè)節(jié)省燃料是非?？捎^的。     

（3）強(qiáng)度高    玻璃鋼的拉伸強(qiáng)度和彎曲一般在200-300mpa，比塑料高3-4倍，作為車身和其他配件是適宜的。  

（4）耐腐蝕    玻璃鋼具有較好的耐酸、耐堿、耐水性能，所以玻璃鋼汽車在沿海和濕熱地區(qū)使用有更好的適應(yīng)性和耐蝕性。  

（5）耐老化    據(jù)有關(guān)試驗(yàn)表明，玻璃鋼在大氣中曝曬10年后其強(qiáng)度保留率為80%以上。某些產(chǎn)品已使用20年，性能仍較好，這比一般塑料的使用壽命高得多。而一般汽車的使用期限為10-12年，所以玻璃鋼汽車的耐老化性能完全可滿足使用要求。  

（6）易加工    可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、成型快、投資少。玻璃鋼汽車成型工藝簡單、操作方便，并可把各個(gè)部件連成一個(gè)整體。由于采用玻璃鋼模具，制作方便、價(jià)格低，制造一種新型車，3-6個(gè)月即可完成。所以可根據(jù)市場(chǎng)的需求隨時(shí)更換車型，而金屬車的改型則需幾年才能實(shí)現(xiàn)。此外，玻璃鋼汽車還具有噪聲小、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。

玻璃鋼在汽車工業(yè)中的應(yīng)用

  當(dāng)前，世界汽車材料技術(shù)發(fā)展的主要方向是輕量化和環(huán)保化。減輕汽車自身的重量是降低汽車排放，提高燃燒效率的Zui有效措施之一，汽車的自重每減少10%，燃油的消耗可降低6%～8%。為此，增加塑料類材料在汽車中的使用量，便成為降低整車成本及其重量，增加汽車有效載荷的關(guān)鍵。

汽車用塑料零部件分為三類：

內(nèi)飾件、外飾件和功能件。

  自20世紀(jì)90年代以來，隨著汽車材料國產(chǎn)化的開展，我國汽車用塑料步入了世界發(fā)展的軌道。

  在我國，塑料件約占汽車自重的7%～10%，舉例來說，在轎車和輕型車中，ca7220小紅旗轎車中的塑料用量為88.33kg，上海桑塔納為67.2kg，奧迪為89.98kg，富康為81.5kg，依維柯0041則為144.5kg；在重型車中，斯太爾1491為82.25kg，斯太爾王為120.5kg。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國汽車用塑料的品種按用量排列依次為pp，pvc，pu，不飽和樹脂，abs，pf，pe，pa，pc，復(fù)合材料。

但是，與汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國還存在很大的差距，德國、美國、日本等國的汽車塑料用量已達(dá)到10%～15%，有的甚至達(dá)到了20%以上。雖然各國使用的塑料品種不盡相同，但大體相似。就不同品種的塑料用量來看，如果按使用數(shù)量排列，德國是pvc，pu，pp，pe，abs；美國是pu，pp，pe，pvc，abs；日本是pvc，pp，pu，abs，pe，frp。內(nèi)飾件一輛汽車Zui容易出彩的是內(nèi)飾件，因?yàn)槠嚨耐庥^是給別人看的，而人們真正享受的是汽車的內(nèi)飾，內(nèi)飾強(qiáng)調(diào)觸覺、手感、舒適性和可視性等。

內(nèi)飾產(chǎn)品主要包括以下幾個(gè)方面：

●儀表板

歐洲汽車的儀表板一般以abs/pc及增強(qiáng)pp為主要材料；美國汽車的儀表板多用苯乙烯/順丁烯二酸酐sma，這類材料價(jià)格低，耐熱、耐沖擊，具有良好的綜合性能；日本汽車的儀表板曾采用過abs和增強(qiáng)pp材料，目前則以玻璃纖維增強(qiáng)的san為主，有時(shí)也采用耐熱性更好的改性ppe。隨著電子技術(shù)的應(yīng)用，高度的控制技術(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)汽車操縱系統(tǒng)以及其它中央控制系統(tǒng)等將被集中在儀表板周圍，因此，由紡織物來取代目前在聚氨酯發(fā)泡體表面覆蓋的聚乙烯表皮將成為可能。

目前，我國使用的儀表板可分為硬儀表板和軟儀表板兩種。

   1）硬儀表板常被用在輕、小型貨車、大貨車和客車上，一般采用pp、pc、abs、abs/pc等一次性注射成型。這種儀表板表面有花紋，尺寸很大，無蒙皮，對(duì)表面質(zhì)量要求很高，對(duì)材料的要求是耐濕、耐熱、剛性好、不易變形。但由于這種儀表板通常采用多點(diǎn)注射成型，易形成流痕和粘接痕，同時(shí)添加色母不均，容易產(chǎn)生色差，因此表面需經(jīng)涂裝后才能使用，且選用亞光漆涂裝。另外，由于高檔儀表板追求質(zhì)感，所以在儀表板表面做一部分桃木飾紋將是一種發(fā)展方向。

   2）軟質(zhì)儀表板由表皮、骨架材料、緩沖材料等構(gòu)成。斯太爾“7001”產(chǎn)品采用鋼板骨架，也有用abs、改性pp、frp做骨架的；桑塔納、捷達(dá)、富康及斯太爾“7001”均采用

pvc/abs或pvc片材作為表皮材料，并帶有皮紋，其加工工藝是先將表皮真空吸塑成型，

再將吸塑好的表皮修剪后備用，置入發(fā)泡模腔內(nèi)，再放上骨架，然后注入緩沖類發(fā)泡材料（如pu）而成形。由于半硬質(zhì)pu泡沫的開孔性，因此它具有良好的回彈性，并能吸收50%～70%的沖擊能量，安全性高，耐熱、耐寒，堅(jiān)固耐用，且手感好。但是，由三種以上材料構(gòu)成的儀表板，材料的再生利用極為困難。為了便于回收利用，正在發(fā)展用熱塑性聚烯烴tpo表皮和改性聚丙烯pp骨架及聚丙烯發(fā)泡材料構(gòu)成的儀表板。   

●車門內(nèi)板車門內(nèi)板的構(gòu)造基本上類似于儀表板，由骨架、發(fā)泡和表皮革構(gòu)成。

  以紅旗轎車和奧迪轎車為例，車門內(nèi)板的骨架部分由abs注塑而成，再采用真空成形的方法，將襯有pu發(fā)泡材料的針織滌綸表皮復(fù)合在骨架形成一體。Zui近開發(fā)成功的低壓注射—壓縮成型方法，是把表皮材料放在還未凝固的聚丙烯毛坯上，經(jīng)過壓縮，壓成為門內(nèi)板。表皮材料為襯有pp軟泡層的tpo，這類門板易回收再生。

  中低檔轎車的門內(nèi)板，可采用木粉填充改性pp板材或廢纖維層壓板表面復(fù)合針織物的簡單結(jié)構(gòu)，即沒有發(fā)泡緩沖結(jié)構(gòu)，有些貨車上甚至使用直接貼一層pvc人造革的門內(nèi)板。

在美國，門內(nèi)裝飾板用abs或pp注塑成形的居多，現(xiàn)在我國國產(chǎn)的卡車——斯太爾王也使用同類板。

近年來，車門內(nèi)飾板為滿足耐候性和柔軟性，已開始使用熱塑性彈性體與pp泡沫板相疊合的結(jié)構(gòu)。日本開發(fā)了一種沖壓成形、連續(xù)生產(chǎn)全pp車門內(nèi)飾板的技術(shù)，門板包括pp內(nèi)襯板、pp泡沫襯熱層和pp/epdm皮層結(jié)構(gòu)。  

●座椅目前坐墊及靠背基本上是由軟質(zhì)pu發(fā)泡制成。

  對(duì)于座椅的表皮材料，60年代大多數(shù)采用pvc人造革，70年代開始使用真皮織物包皮，織物材料主要是尼龍，預(yù)計(jì)聚酯織物包皮會(huì)逐年增加。座椅緩沖材料為模壓發(fā)泡的軟質(zhì)高彈性pu，目前尚無其它發(fā)泡材料可以替代它。軟質(zhì)pu發(fā)泡材料可用熱硫化層和冷硫化法生產(chǎn)，但從設(shè)備投資和材料性能考慮，目前座椅緩沖墊多用冷硫化法生產(chǎn)?？紤]到座椅的舒適性，緩沖墊的密度可以改變，從而使軟硬度隨之改變。如奧迪a6轎車靠背上的緩沖墊可使用天然纖維（如椰子殼）浸膠材料，其特點(diǎn)是透氣性好；骨架材料可用gmt（玻璃纖維氈片）取代鋼鐵材料。

●方向盤  

    方向盤一般采用自結(jié)皮硬質(zhì)pu泡沫材料高壓或低壓發(fā)泡而成。方向盤結(jié)構(gòu)要求挺拔、堅(jiān)固、輕便、外韌內(nèi)軟，并能耐熱、耐寒、耐光、耐磨。因此，包覆物多用改性pp、pvc、pu、abs等樹脂，

  骨架一般選用鋼骨架與鋁壓注而成，考慮到輕量化，現(xiàn)在也有用玻璃纖維增強(qiáng)pa替代鐵芯的趨勢(shì)。為了追求豪華、舒適、手感好，現(xiàn)在的方向盤表面部分增加了桃木飾紋或真皮包皮等。

●頂棚、后圍

車內(nèi)頂棚、后圍（后圍主要對(duì)重型車而言）是內(nèi)飾件中材料和品種花樣Zui多的一種復(fù)合層壓制品，它的作用除了起裝飾功能外，還起著隔熱、隔音等特殊功能。頂棚、后圍一般由基材和表皮構(gòu)成，基材需要具有輕量、剛性高、尺寸穩(wěn)定，易成形等特點(diǎn)，為此一般使用熱塑性聚氨酯發(fā)泡內(nèi)材、pp發(fā)泡內(nèi)材、熱塑性氈類內(nèi)材、玻璃纖維瓦楞紙、蜂窩狀塑料帶等。表皮材料可用織物、無紡布、tpo、pvc等。

我國的轎車頂棚一般使用tpo發(fā)泡片材、玻璃纖維、無紡滌綸布材料層壓成型。頂棚的種類有成型頂棚、粘接頂棚和吊裝頂棚，其中成形頂棚占70%以上?？ㄜ囍饕贸尚晚斉?，基材采用熱固性或熱塑性氈類，壓制成型，表皮材料選用針織面料、無紡布、pvc等。  

●發(fā)動(dòng)機(jī)罩及地墊   

發(fā)動(dòng)機(jī)罩及地墊屬中、重型汽車及客車的重要內(nèi)飾件。現(xiàn)在，發(fā)動(dòng)機(jī)罩一般是將pvc皮革吸塑后與聚醚多元醇和異氰酸酯發(fā)泡填充而成，主要起到吸音、隔熱、減震和美化車內(nèi)環(huán)境等作用。轎車中的地墊一般都采用美觀、漂亮的復(fù)合成型墊（如橡膠、pvc、毛、麻類）制成。    除了以上塑料內(nèi)飾件外，還有遮陽板、門手柄、門檻飾條、側(cè)窗防霜器、雜物箱及蓋以及其它吸音材料等。  

外飾件

  外飾件除了要具有內(nèi)飾件的功能外，還要求具有高強(qiáng)度、高韌性、耐環(huán)境條件性能及抗沖擊性能等。  

●汽車保險(xiǎn)杠  

  保險(xiǎn)杠是汽車的主要外飾件之一。保險(xiǎn)杠一般采用模壓塑料板材、改性pp材料，或用玻璃纖維增強(qiáng)塑料經(jīng)模壓、吸塑或注塑成型。

  桑塔納轎車的面板材料是采用共聚丙烯加熱塑性彈性體，再加入其它助劑，經(jīng)注塑成型的。根據(jù)不同車型的要求，某些車型的保險(xiǎn)杠需要噴漆，如捷達(dá)王、新捷達(dá)、別克等車的保險(xiǎn)杠都進(jìn)行了表面噴漆。而桑塔納和奧迪—100等就直接采用注塑成形的保險(xiǎn)杠，但要求保險(xiǎn)杠與車身同一色澤。保險(xiǎn)杠表面經(jīng)噴漆后，色澤漂亮，但成本增加近一倍，而且噴漆后的保險(xiǎn)杠，其回收再生料的耐寒性和伸長率大幅度降低，不能再用于制造保險(xiǎn)杠。所以，開發(fā)可涂性pp來制造保險(xiǎn)杠是當(dāng)前的研究課題。斯太爾王的保險(xiǎn)杠及前臉連在一起，主要采用smc壓制而成，質(zhì)量輕，強(qiáng)度高。

●腳踏板

  腳踏板是中、重型汽車或客車的重要外飾功能件，因?qū)ζ鋸?qiáng)度要求較高，且需具有耐磨、抗沖擊的特性，所以有些車選用pc/abs注塑而成，有些車用玻璃纖維增強(qiáng)塑料frp、pur或smc制作，如斯太爾王的腳踏板就是用pur制作的，“黃河王子”則是用frp制作的。

●散熱器格柵 

  散熱器格柵是為了冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)而設(shè)置的開口部件，位于車體Zui前面，往往把汽車的銘牌鑲嵌其間，是表現(xiàn)一輛汽車風(fēng)格的重要部件。目前轎車上所使用的散熱器格柵一般用abs或pc/abs合金，經(jīng)注塑成型制成。桑塔納轎車的格柵是用abs制成的，由于abs耐候性較差，使用時(shí)需加入耐候性助劑，色澤為黑色。小紅旗的格柵是abs/pc合金經(jīng)注塑成型后，再用噴漆噴敷，當(dāng)然，也有用耐候性較好的asa材料，在注塑成型后，表面可不經(jīng)涂裝。表面不涂裝的散熱器格柵，其成本將降低50%。Zui近，出現(xiàn)了以聚酯彈性體為材料的格柵，經(jīng)表面濺射金屬鉻后使用，此種格柵備受用戶的青睞。

●翼子板

  翼子板（也叫擋泥板）的作用是，在汽車行駛過程中，防止被車輪卷起的砂石、泥漿濺到車廂的底部。因此，要求所使用材料具有耐氣候老化和良好的成型加工性。桑塔納轎車左右前輪的上方有2個(gè)翼子板，重約1.8kg，它是用增韌改性pp經(jīng)注射成型而成；重卡斯太爾王的翼子板采用frp制作；斯太爾1491的翼子板則采用pu彈性體制作?，F(xiàn)在，翼子板用塑料多為pu類，也有采用樹脂制作的。今后，用pa/pp合金注射成型是一種發(fā)展方向。

●進(jìn)氣道   

  進(jìn)氣道是為發(fā)動(dòng)機(jī)而設(shè)計(jì)的部件。對(duì)于卡車來說，進(jìn)氣道是重要的外飾件，通常位于駕駛室后面，一般為abs

板吸塑二次加工成型、pe吹塑成型或abs注塑而成，重卡斯太爾王和“黃河王子”的進(jìn)氣道就是abs注塑而成，重約15kg。

●導(dǎo)流板   

  導(dǎo)流板通常具有輕量、高剛性、設(shè)計(jì)新穎并呈流線型等特點(diǎn)。根據(jù)不同車型的要求，一般可采用smc（片材模塑材料）、frp、mppo等材料，也可用改性pp和abs。經(jīng)中空成型的導(dǎo)流板成本低，且表面易涂裝，重卡斯太爾王的導(dǎo)流板就是用frp制作的。

●燈類

  對(duì)于前大燈來說，考慮到大燈玻璃的透明性、耐熱性、耐沖擊性以及易于成型性，多數(shù)采用表面涂敷硬膜的pc，從而進(jìn)一步提高了耐擦性和耐候性。對(duì)于后排指示組合燈，其燈罩材料選用pmma，燈殼材料選用填充改性pp，它們之間用熱熔膠粘接劑粘接。隨著振動(dòng)焊接技術(shù)的發(fā)展，燈殼材料開始采用耐熱abs，這樣燈殼和燈罩之間可采用振動(dòng)焊接的方式，也便于材料的再生利用。

功能件

功能件必須滿足特殊的使用功能，因此，對(duì)其具有特殊的要求。

●暖風(fēng)機(jī)、空調(diào)

  暖風(fēng)機(jī)、空調(diào)是汽車重要的功能件，其總成大部分是由塑料注塑或吸塑而成。以斯太爾王暖風(fēng)機(jī)、空調(diào)為例，其塑料件約重6kg，其上、中、下殼體由pp+20%玻璃纖維增強(qiáng)注塑而成，暖風(fēng)管是由ldpe吹塑而成，轉(zhuǎn)動(dòng)板、臂、撥叉、齒輪等連接件則是由增強(qiáng)pa66注塑而成。    

●燃油箱及燃油管   

  燃油箱是汽車中重要的安全部件之一，具有單層或多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，要求其材質(zhì)具有耐寒、耐熱、耐蠕變、耐應(yīng)力開裂、耐大氣老化、耐溶劑和耐化學(xué)藥品腐蝕等性能，以適應(yīng)抗沖擊、抗?jié)B漏、阻燃、防爆等方面的要求，因此塑料燃油箱通常采用hmwhdpe基材，并輔以粘接和阻隔性材料吸塑而成，其箱體內(nèi)壁要用不同的方法進(jìn)行表面處理。

●擋位標(biāo)牌、暖風(fēng)操縱面板、操縱旋鈕及導(dǎo)光塊這類功能件

一般選用原色pmma為材料，但也有例外，如斯太爾王的前遮陽罩則選用黑色、鉛黃色或紫色的pmma，主要是防止太陽光的直射。

●煙灰缸、缸體及蓋板為了滿足阻燃、耐溫的需要，這類功能件

一般選用pc、pf、pbt或pc/abs注塑而成，如黃河王子就采用pc，而斯太爾王則用pbt、pc/abs注塑而成。

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