【復材資訊】以塑代鋼,玻璃纖維氈增強熱塑性複合材料(GMT)在汽車...

2021-01-09 澎湃新聞
【復材資訊】以塑代鋼，玻璃纖維氈增強熱塑性複合材料（GMT）在汽車上的應用

2020-08-07 07:00 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務

玻璃纖維氈增強熱塑性複合材料（Glass Mat Reinforced Thermorplastic，簡稱GMT）是指以熱塑性樹脂為基體，以玻璃纖維氈為增強骨架的新穎、節能、輕質的複合材料，是目前國際上極為活躍的複合材料開發品種，被視為世紀新材料之一。

GMT一般可以生產出片材半成品，然後直接加工成所需形狀的產品。GMT具備複雜的設計功能，以及出色的抗衝擊性，同時易於組裝和再加工，並因其強度和輕巧性而倍受讚譽，使其成為替代鋼並減少質量的理想結構部件。

一、GMT材料的優點

比強度高：GMT的強度和手糊聚酯玻璃鋼製品相似，其密度為1.01-1.19g/cm，比熱固性玻璃鋼（1.8-2.0g/cm）小，因此，它具有更高的比強度。

輕量化、節能：用GMT材料做的汽車門自重可從26Kg降到15Kg，並可減少背部厚度，使汽車空間增大,能耗僅為鋼製品的60-80%，鋁製品的35-50%。

與熱固性SMC（片狀模塑料）相比，GMT材料具有成型周期短、衝擊性能好，可再生利用和儲存周期長等優點。

衝擊性能：GMT的吸收衝擊的能力比SMC高2.5-3倍，在衝擊力作用下，SMC、鋼和鋁均出現凹痕或裂紋，而GMT卻安然無恙。

高剛性：GMT裡含有GF織物、即使有10mph的衝擊碰撞，仍能保持形狀。

二、GMT材料在汽車領域的應用

GMT片材比強度高、可製得輕質部件，同時設計自由度高、碰撞能量吸收性強、加工性能好，從上個世紀90年代開始在國外被廣泛應用於汽車工業中。而隨著燃油經濟性，可回收性和易加工性的要求不斷提高，汽車行業用GMT材料市場也將繼續穩步增長。

目前，GMT材料在汽車工業中的應用廣泛，主要有座椅骨架、保險槓、儀錶板、發動機罩、電池託架、腳踏板、前端、地板、護板、後牽門、車頂棚、行李託架、遮陽板、備用輪胎架等部件。

1. 座椅骨架

跑車上的第二排座椅靠背壓縮成型設計由45%單向玻纖增強的玻璃纖維氈熱塑性複合材料(GMT)和模具，模壓成型，成功地滿足了極具挑戰性的保持行李負載條件下的歐洲安全法規。

該部件需要進行100多次FEA迭代才能完成，從早期的鋼結構設計中省去了五個零件，並且在更薄的結構中每輛車可節省3.1千克，也更易於安裝。

2. 車尾防撞梁

某汽車車尾的防撞梁為GMT採用的就是材料，相比鋼材材質產品重量更輕，緩衝性能更好，在減輕車重、降低油耗的同時，保證了安全性能。

圖源：汽車之家

3. 前端模塊

豪華雙門轎跑車中選擇織物增強熱塑性複合材料作為前端模塊元件。

圖 雙門跑車前端模塊

4. 車身下護板

由用高性能GMT製造的車身下罩保護應用于越野特別版。

圖 車身護板

5. 尾門骨架

GMT尾門結構除了可以實現功能集成和減輕重量的通常優勢外，GMT的可成型性也實現了鋼或鋁不可能實現的產品形式。

圖 GMT材料的尾門骨架

6. 儀錶板框架

GMT製造儀錶板框架的新概念已在幾種汽車型號上使用。這些複合材料能夠實現廣泛的功能集成，特別是通過將車輛橫梁以薄鋼管的形式包含在模製件中，並且與傳統方法相比，重量大大減輕，而無需增加成本。

圖 GMT製造儀錶板框架

7. 蓄電池託架

圖 GMT製造的蓄電池託架

文章來源：中塑在線

原標題：《【復材資訊】以塑代鋼，玻璃纖維氈增強熱塑性複合材料（GMT）在汽車上的應用》

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