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SMC BMC在汽车领域的应用

SMC/BMC是在不饱和聚酯树脂中加入低收缩添加剂、固化剂、填料、内脱模剂、稠化剂、分散剂、色浆等搅拌分散均匀,再浸渍短切玻纤纱而制成的一种软状片材,经稠化后可以用来热压成各种制件。主要包括的原料有:不饱和聚酯树脂、玻璃纤维、低收缩添加剂、固化剂、填料、脱模剂、稠化剂、分散剂、色浆等。

专题介绍

SMC/BMC在上个世纪60年代初首先出现在欧洲,1965年前后,美、日相继发展了这种工艺。进入80年代末,引进了国外先进的SMC/BMC生产线和生产工艺。SMC/BMC具有优越的电气性能、耐腐蚀性能、质轻及工程设计容易、灵活等优点,其机械性能可以与部分金属材料相媲美,因而广泛应用于运输车辆、建筑、电子/电气等行业中。

成型工艺

一、工序

    1.压制前准备

    (1)SMC的质量检查  SMC片材的质量对成型工艺过程及制品质量有很大的影响。因此,压制前必须了解料的质量,如树脂糊配方、树脂糊的增稠曲线、玻纤含量、玻纤浸润剂类型。单重、薄膜剥离性,硬度及质量均匀性等。
    (2)剪裁 按制品的结构形状,加料位置,流程决定片材剪裁的形状与尺寸,制作样板,再按样板裁料。剪裁的形状多为方形或圆形,尺寸多按制品表面投影面积的40%一80%。为防止外界杂质的污染,上下薄膜在装料前才揭去。
    (3)设备的准备

 ①熟悉压机的各项操作参数,尤其要调整好工作压力和压机运行速度及台面平行度等。
    ②模具安装一定要水平,并确保安装位置在压机台面的中心,压制前要先彻底清理模具,并涂脱模剂。加料前要用干净纱布将脱模剂擦均,以免影响制品外观。对于新模具,用前须去油。   
2.加料
    (1)加料量的确定 每个制品的加料量在首次压制时可按下式计算
    加料量/g=制品体积/cm3X1.8 /g
    (2)加料面积的确定 加料面积的大小,直接影响到制品的密实程度,料的流动距离和制品表面质量。它与SMC的流动与固化特性、制品性能要求、模具结构等有关。一般加料面积为40%-80%,过小会因流程过长而导致玻纤取向。降低强度,增加波纹度,甚至不能充满模腔。过大,不利于排气,易产生制品内裂纹。
    (3) 加料位置与方式 加料位置与方式直接影响到制品的外观,强度与方向性。通常情况下,料的加料位置应在模腔中部。对于非对称性复杂制品,加料位置必须确保成型时料流同时到达模具成型内腔各端部。加料方式必须有利于排气。多层片材叠合时,最好将料块按上小下大呈宝塔形叠置。另外,料块尽量不要分开加,否则会产生空气裹集和熔接区,导致制品强度下降。

3.成型
    当料块进入模腔后,压机快速下行。当上、下模吻合时,缓慢施加所需成型压力,经过一定的固化制度后,制品成型结束。成型过程中,要合理地选定各种成型工艺参数及压机操作条件。
    (1)成型温度
    成型温度的高低,取决于树脂糊的固化体系、制品厚度,生产效率和制品结构的复杂程度。成型温度必须保证固化体系引发、交联反应的顺利进行,并实现完全的固化。
    一般来说,厚度大的制品所选择的成型温度应比薄壁制品低,这样可以防止过高温度在厚制品内部产生过度的热积聚。如制品厚度为2532mm,其成型温度为135-145℃。而更薄制品可在171℃下成型。
    成型温度的提高,可缩短相应的固化时间;反之,当成型温度降低时,则需延长相应的固化时间。成型温度应在最高固化速度和最佳成型条件之间权衡选定。一般认为,SMC成型温度在120-155℃之间。
    (2)成型压力
    SMC成型压力随制品结构、形状、尺寸及SMC增稠程度而异。形状简单的制品仅需5-7MPa的成型压力;形状复杂的制品,成型压力可达7-15MPaSMC增稠程度越高,所需成型压力也越大。
    成型压力的大小与模具结构也有关系。垂直分型结构模具所需的成型压力低于水平分型结构模具。配合间隙较小的模具比间隙较大的模具需较高压力。
    总之,成型压力的确定应考虑多方面因素。一般来说,smc成型压力在3-7MPa之间。
    (3) 固化时间
    SMC在成型温度下的固化时间(也叫保温时间)与它的性质及固化体系、成型温度、制品厚度和颜色等因素有关。固化时间一般按40smm计算。对3mm以上厚制品,每增加4mm,固化时间增加lmin;

4.压机操作
    由于smc是一种快速固化系统,因此压机的快速闭合十分重要。如果加料后,压机闭合过缓,那么易在制品表面出现预固化补斑,或产生缺料、或尺寸过大。在实现快速闭合的同时,在压机行程终点应细心调节模具闭合速度,减缓闭合过程,利于排气。
    某种smc典型的成型周期如下:压机开启7s-制品取出l0s-加料20s-模具闭合l0s-固化周期73s,共计120s

 

市场前景

    近几年来,中国SMC有了很大的发展,应用领域越来越广泛,2007年SMC片材总量近六万吨。其中在汽车部件商的应用尤为巨大,使用量占SMC总量的1/3。SMC以其轻量化、集成化和高效率等特点已成为目前汽车部件制造的首选材料,随着我国汽车工业的快速发展,SMC的应用前景将更加广阔。进一步提高SMC的技术和质量将是适应今后SMC发展的推动力和重要保障。

    随着近几年我国FRP(玻璃钢/复合材料)的应用范围不断扩大,对其制品质量要求也愈来愈高,为此世界各大公司不断开发新产品,以满足客户更广泛的需求。SMC是其中重要的一支,SMC是由不饱和聚脂树脂加如一定量增稠剂、填料、固化剂、促进剂等辅助材料,由SMC压片机压成板材后经制作而成的,具有一定绝缘性能的材料,颜色可以按要求做调整,一般由填料的颜色决定。经固化完全制成产品后是无气味的,但是如果是SMC片状模塑料原料,是有一定刺激性气味的。不过该气味仅对人体有轻微的伤害,不在人体残留、属于低毒性溶剂。在工艺上,传统的SMC制品只能是通过人工反复打磨、修整、抛光、喷漆、二次涂装等多道后处理工序来得到表面满意的制品,这样不仅大大降低了生产效率,而且也提高了生产成本,因此A级表面SMC材料(Class 
A surface of SMC)孕育而生,并且得到了广泛的应用。

SMC在汽车业中的应用

片状模塑料在汽车工业的应用

    玻璃钢SMC材料是一种热固性热复合材料SMC(英文全称为Sheet Mould Compound)是由树脂糊浸渍玻璃纤维制成的一种片状模塑料,它具有强度高、重量轻、耐腐蚀等特点,而且材料性能设计自由度大,是全球应用最广泛的复合材料之一。SMC主要原料由SMC专用纱、不饱和树脂、低收缩添加剂,填料及各种助剂组成。它在二十世纪六十年代初首先出现在欧洲,在1965年左右,美、日相继发展了这种工艺。我国于80年代末,引进了国外先进的SMC生产线和生产工艺。 SMC具有优越的电气性能,耐腐蚀性能,质轻及工程设计容易、灵活等优点,其机械性能可以与部分金属材料相媲美,因而广泛应用于运输车辆、建筑、电子/电气等行业中。

    近几年来,中国SMC有了很大的发展,应用领域越来越广泛,2007年SMC片材总量近六万吨。其中在汽车部件商的应用尤为巨大,使用量占SMC总量的1/3。SMC以其轻量化、集成化和高效率等特点已成为目前汽车部件制造的首选材料,随着我国汽车工业的快速发展,SMC的应用前景将更加广阔。进一步提高SMC的技术和质量将是适应今后SMC发展的推动力和重要保障。

天津天锻压力机有限公司新型SMC设备

   SMC在 汽车工业的应用主要包括:悬架零件,前、后保险杠,仪表板等; 
    车身及车身部件,硬壳车顶,防滑地板,阻流板,遮阳罩,发动机罩; 
    发动机盖下部件,导风罩,进气管盖,风扇导片圈,发动机隔音板; 
    车内装饰部件:车门把手,仪表盘,转向杆部件。

    随着近几年我国FRP(玻璃钢/复合材料)的应用范围不断扩大,对其制品质量要求也愈来愈高,为此世界各大公司不断开发新产品,以满足客户更广泛的需求。SMC是其中重要的一支,SMC是由不饱和聚脂树脂加如一定量增稠剂、填料、固化剂、促进剂等辅助材料,由SMC压片机压成板材后经制作而成的,具有一定绝缘性能的材料,颜色可以按要求做调整,一般由填料的颜色决定。经固化完全制成产品后是无气味的,但是如果是SMC片状模塑料原料,是有一定刺激性气味的。不过该气味仅对人体有轻微的伤害,不在人体残留、属于低毒性溶剂。在工艺上,传统的SMC制品只能是通过人工反复打磨、修整、抛光、喷漆、二次涂装等多道后处理工序来得到表面满意的制品,这样不仅大大降低了生产效率,而且也提高了生产成本,因此A级表面SMC材料(Class A surface of SMC)孕育而生,并且得到了广泛的应用。

SMC在汽车中的应用

从理论上讲,SMC品客观上存在一个基准产量(crossover point),当某件SMC品的实际产量低于此基准时,它的价格低于同类钢零件;超过此基准时则高于钢零件,该基准随着科技进步和市场扩大而递增。美国权威机构 IBIS Associates的科学论说明,1986年的基准产量为7万件/年,十年後约上升为15万件/年。目前北美半数以上的SMC零件生产公司的产量都小于10万件/年,由此可见,SMC的汽车市场潜力很大。随着新车型不断涌现,势必产生新课题和新风险,例如如何减少由於采用SMC导致汽车造商的投资风险?如何提高SMC车壳的性能和质量,在与钢、铝车壳的竞争中稳操胜券?这些都是摆在面前的艰巨任务。