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SMC BMC在汽車領域的應用

SMC/BMC是在不飽和聚酯樹脂中加入低收縮添加劑、固化劑、填料、內脫模劑、稠化劑、分散劑、色漿等攪拌分散均勻,再浸漬短切玻纖紗而制成的一種軟狀片材,經稠化后可以用來熱壓成各種制件。主要包括的原料有:不飽和聚酯樹脂、玻璃纖維、低收縮添加劑、固化劑、填料、脫模劑、稠化劑、分散劑、色漿等。

專題介紹

SMC/BMC在上個世紀60年代初首先出現在歐洲,1965年前后,美、日相繼發展了這種工藝。進入80年代末,引進了國外先進的SMC/BMC生產線和生產工藝。SMC/BMC具有優越的電氣性能、耐腐蝕性能、質輕及工程設計容易、靈活等優點,其機械性能可以與部分金屬材料相媲美,因而廣泛應用于運輸車輛、建筑、電子/電氣等行業中。

成型工藝

一、工序

    1.壓制前準備

    (1)SMC的質量檢查  SMC片材的質量對成型工藝過程及制品質量有很大的影響。因此,壓制前必須了解料的質量,如樹脂糊配方、樹脂糊的增稠曲線、玻纖含量、玻纖浸潤劑類型。單重、薄膜剝離性,硬度及質量均勻性等。
    (2)剪裁 按制品的結構形狀,加料位置,流程決定片材剪裁的形狀與尺寸,制作樣板,再按樣板裁料。剪裁的形狀多為方形或圓形,尺寸多按制品表面投影面積的40%一80%。為防止外界雜質的污染,上下薄膜在裝料前才揭去。
    (3)設備的準備

 ①熟悉壓機的各項操作參數,尤其要調整好工作壓力和壓機運行速度及臺面平行度等。
    ②模具安裝一定要水平,并確保安裝位置在壓機臺面的中心,壓制前要先徹底清理模具,并涂脫模劑。加料前要用干凈紗布將脫模劑擦均,以免影響制品外觀。對于新模具,用前須去油。   
2.加料
    (1)加料量的確定 每個制品的加料量在首次壓制時可按下式計算
    加料量/g=制品體積/cm3X1.8 /g
    (2)加料面積的確定 加料面積的大小,直接影響到制品的密實程度,料的流動距離和制品表面質量。它與SMC的流動與固化特性、制品性能要求、模具結構等有關。一般加料面積為40%-80%,過小會因流程過長而導致玻纖取向。降低強度,增加波紋度,甚至不能充滿模腔。過大,不利于排氣,易產生制品內裂紋。
    (3) 加料位置與方式 加料位置與方式直接影響到制品的外觀,強度與方向性。通常情況下,料的加料位置應在模腔中部。對于非對稱性復雜制品,加料位置必須確保成型時料流同時到達模具成型內腔各端部。加料方式必須有利于排氣。多層片材疊合時,最好將料塊按上小下大呈寶塔形疊置。另外,料塊盡量不要分開加,否則會產生空氣裹集和熔接區,導致制品強度下降。

3.成型
    當料塊進入模腔后,壓機快速下行。當上、下模吻合時,緩慢施加所需成型壓力,經過一定的固化制度后,制品成型結束。成型過程中,要合理地選定各種成型工藝參數及壓機操作條件。
    (1)成型溫度
    成型溫度的高低,取決于樹脂糊的固化體系、制品厚度,生產效率和制品結構的復雜程度。成型溫度必須保證固化體系引發、交聯反應的順利進行,并實現完全的固化。
    一般來說,厚度大的制品所選擇的成型溫度應比薄壁制品低,這樣可以防止過高溫度在厚制品內部產生過度的熱積聚。如制品厚度為2532mm,其成型溫度為135-145℃。而更薄制品可在171℃下成型。
    成型溫度的提高,可縮短相應的固化時間;反之,當成型溫度降低時,則需延長相應的固化時間。成型溫度應在最高固化速度和最佳成型條件之間權衡選定。一般認為,SMC成型溫度在120-155℃之間。
    (2)成型壓力
    SMC成型壓力隨制品結構、形狀、尺寸及SMC增稠程度而異。形狀簡單的制品僅需5-7MPa的成型壓力;形狀復雜的制品,成型壓力可達7-15MPaSMC增稠程度越高,所需成型壓力也越大。
    成型壓力的大小與模具結構也有關系。垂直分型結構模具所需的成型壓力低于水平分型結構模具。配合間隙較小的模具比間隙較大的模具需較高壓力。
    總之,成型壓力的確定應考慮多方面因素。一般來說,smc成型壓力在3-7MPa之間。
    (3) 固化時間
    SMC在成型溫度下的固化時間(也叫保溫時間)與它的性質及固化體系、成型溫度、制品厚度和顏色等因素有關。固化時間一般按40smm計算。對3mm以上厚制品,每增加4mm,固化時間增加lmin;

4.壓機操作
    由于smc是一種快速固化系統,因此壓機的快速閉合十分重要。如果加料后,壓機閉合過緩,那么易在制品表面出現預固化補斑,或產生缺料、或尺寸過大。在實現快速閉合的同時,在壓機行程終點應細心調節模具閉合速度,減緩閉合過程,利于排氣。
    某種smc典型的成型周期如下:壓機開啟7s-制品取出l0s-加料20s-模具閉合l0s-固化周期73s,共計120s

 

市場前景

    近幾年來,中國SMC有了很大的發展,應用領域越來越廣泛,2007年SMC片材總量近六萬噸。其中在汽車部件商的應用尤為巨大,使用量占SMC總量的1/3。SMC以其輕量化、集成化和高效率等特點已成為目前汽車部件制造的首選材料,隨著我國汽車工業的快速發展,SMC的應用前景將更加廣闊。進一步提高SMC的技術和質量將是適應今后SMC發展的推動力和重要保障。

    隨著近幾年我國FRP(玻璃鋼/復合材料)的應用范圍不斷擴大,對其制品質量要求也愈來愈高,為此世界各大公司不斷開發新產品,以滿足客戶更廣泛的需求。SMC是其中重要的一支,SMC是由不飽和聚脂樹脂加如一定量增稠劑、填料、固化劑、促進劑等輔助材料,由SMC壓片機壓成板材后經制作而成的,具有一定絕緣性能的材料,顏色可以按要求做調整,一般由填料的顏色決定。經固化完全制成產品后是無氣味的,但是如果是SMC片狀模塑料原料,是有一定刺激性氣味的。不過該氣味僅對人體有輕微的傷害,不在人體殘留、屬于低毒性溶劑。在工藝上,傳統的SMC制品只能是通過人工反復打磨、修整、拋光、噴漆、二次涂裝等多道后處理工序來得到表面滿意的制品,這樣不僅大大降低了生產效率,而且也提高了生產成本,因此A級表面SMC材料(Class 
A surface of SMC)孕育而生,并且得到了廣泛的應用。

SMC在汽車業中的應用

片狀模塑料在汽車工業的應用

    玻璃鋼SMC材料是一種熱固性熱復合材料SMC(英文全稱為Sheet Mould Compound)是由樹脂糊浸漬玻璃纖維制成的一種片狀模塑料,它具有強度高、重量輕、耐腐蝕等特點,而且材料性能設計自由度大,是全球應用最廣泛的復合材料之一。SMC主要原料由SMC專用紗、不飽和樹脂、低收縮添加劑,填料及各種助劑組成。它在二十世紀六十年代初首先出現在歐洲,在1965年左右,美、日相繼發展了這種工藝。我國于80年代末,引進了國外先進的SMC生產線和生產工藝。 SMC具有優越的電氣性能,耐腐蝕性能,質輕及工程設計容易、靈活等優點,其機械性能可以與部分金屬材料相媲美,因而廣泛應用于運輸車輛、建筑、電子/電氣等行業中。

    近幾年來,中國SMC有了很大的發展,應用領域越來越廣泛,2007年SMC片材總量近六萬噸。其中在汽車部件商的應用尤為巨大,使用量占SMC總量的1/3。SMC以其輕量化、集成化和高效率等特點已成為目前汽車部件制造的首選材料,隨著我國汽車工業的快速發展,SMC的應用前景將更加廣闊。進一步提高SMC的技術和質量將是適應今后SMC發展的推動力和重要保障。

天津天鍛壓力機有限公司新型SMC設備

   SMC在 汽車工業的應用主要包括:懸架零件,前、后保險杠,儀表板等; 
    車身及車身部件,硬殼車頂,防滑地板,阻流板,遮陽罩,發動機罩; 
    發動機蓋下部件,導風罩,進氣管蓋,風扇導片圈,發動機隔音板; 
    車內裝飾部件:車門把手,儀表盤,轉向桿部件。

    隨著近幾年我國FRP(玻璃鋼/復合材料)的應用范圍不斷擴大,對其制品質量要求也愈來愈高,為此世界各大公司不斷開發新產品,以滿足客戶更廣泛的需求。SMC是其中重要的一支,SMC是由不飽和聚脂樹脂加如一定量增稠劑、填料、固化劑、促進劑等輔助材料,由SMC壓片機壓成板材后經制作而成的,具有一定絕緣性能的材料,顏色可以按要求做調整,一般由填料的顏色決定。經固化完全制成產品后是無氣味的,但是如果是SMC片狀模塑料原料,是有一定刺激性氣味的。不過該氣味僅對人體有輕微的傷害,不在人體殘留、屬于低毒性溶劑。在工藝上,傳統的SMC制品只能是通過人工反復打磨、修整、拋光、噴漆、二次涂裝等多道后處理工序來得到表面滿意的制品,這樣不僅大大降低了生產效率,而且也提高了生產成本,因此A級表面SMC材料(Class A surface of SMC)孕育而生,并且得到了廣泛的應用。

SMC在汽車中的應用

從理論上講,SMC品客觀上存在一個基準產量(crossover point),當某件SMC品的實際產量低于此基準時,它的價格低于同類鋼零件;超過此基準時則高于鋼零件,該基準隨著科技進步和市場擴大而遞增。美國權威機構 IBIS Associates的科學論說明,1986年的基準產量為7萬件/年,十年後約上升為15萬件/年。目前北美半數以上的SMC零件生產公司的產量都小于10萬件/年,由此可見,SMC的汽車市場潛力很大。隨著新車型不斷涌現,勢必產生新課題和新風險,例如如何減少由於采用SMC導致汽車造商的投資風險?如何提高SMC車殼的性能和質量,在與鋼、鋁車殼的競爭中穩操勝券?這些都是擺在面前的艱巨任務。

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