玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性復(fù)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(qiáng)骨架的新穎、節(jié)能,、輕質(zhì)的復(fù)合材料,,是目前國際上極為活躍的復(fù)合材料開發(fā)品種,,被視為世紀(jì)新材料之一。
GMT一般可以生產(chǎn)出片材半成品,,然后直接加工成所需形狀的產(chǎn)品,。GMT具備復(fù)雜的設(shè)計(jì)功能,以及出色的抗沖擊性,,同時(shí)易于組裝和再加工,,并因其強(qiáng)度和輕巧性而倍受贊譽(yù),使其成為替代鋼并減少質(zhì)量的理想結(jié)構(gòu)部件,。
一,、GMT材料的優(yōu)點(diǎn)
1.比強(qiáng)度高:GMT的強(qiáng)度和手糊聚酯玻璃鋼制品相似,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(qiáng)度,。
2.輕量化,、節(jié)能:用GMT材料做的汽車門自重可從26Kg降到15Kg,并可減少背部厚度,使汽車空間增大,能耗僅為鋼制品的60%-80%,,鋁制品的35%-50%,。
3.與熱固性SMC(片狀模塑料)相比,GMT材料具有成型周期短,、沖擊性能好,,可再生利用和儲(chǔ)存周期長等優(yōu)點(diǎn)。
4.沖擊性能:GMT的吸收沖擊的能力比SMC高2.5-3倍,,在沖擊力作用下,,SMC、鋼和鋁均出現(xiàn)凹痕或裂紋,,而GMT卻安然無恙,。
5.高剛性:GMT里含有GF織物、即使有10mph的沖擊碰撞,,仍能保持形狀,。
二、GMT材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用
GMT片材比強(qiáng)度高,、可制得輕質(zhì)部件,,同時(shí)設(shè)計(jì)自由度高、碰撞能量吸收性強(qiáng),、加工性能好,,從上個(gè)世紀(jì)90年代開始在國外被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)中。而隨著燃油經(jīng)濟(jì)性,,可回收性和易加工性的要求不斷提高,,汽車行業(yè)用GMT材料市場也將繼續(xù)穩(wěn)步增長。
目前,,GMT材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用廣泛,,主要有座椅骨架、保險(xiǎn)杠,、儀表板,、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、電池托架,、腳踏板,、前端、地板,、護(hù)板,、后牽門、車頂棚,、行李托架,、遮陽板,、備用輪胎架等部件。
1.座椅骨架
福特汽車公司2015 FordMustang(參數(shù)|圖片)跑車上的第二排座椅靠背壓縮成型設(shè)計(jì)由一級供應(yīng)商/加工商Continental Structural Plastics公司采用Hanwha L&C的45%單向玻纖增強(qiáng)的玻璃纖維氈熱塑性復(fù)合材料(GMT)和Century Tool & Gage的模具,,模壓成型,,成功地滿足了極具挑戰(zhàn)性的保持行李負(fù)載條件下的歐洲安全法規(guī)ECE。
該部件需要進(jìn)行100多次FEA迭代才能完成,,從早期的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中省去了五個(gè)零件,,并且在更薄的結(jié)構(gòu)中每輛車可節(jié)省3.1千克,也更易于安裝,。
2.車尾防撞梁
現(xiàn)代全新途勝(參數(shù)|圖片)2015款全車尾的防撞梁為GMT采用的就是材料,,相比鋼材材質(zhì)產(chǎn)品重量更輕,緩沖性能更好,,在減輕車重、降低油耗的同時(shí),,保證了安全性能,。
3.前段模塊
奔馳在其S級(參數(shù)|圖片)豪華雙門轎跑車中選擇Quadrant Plastic Composites GMTexTM織物增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料作為前端模塊元件。
4.車身下護(hù)板
由Quadrant Plastic Composites用高性能GMTex TM 制造的車身下罩保護(hù)應(yīng)用于梅賽德斯越野特別版,。
5.尾門骨架
GMT尾門結(jié)構(gòu)除了可以實(shí)現(xiàn)功能集成和減輕重量的通常優(yōu)勢外,,GMT的可成型性也實(shí)現(xiàn)了鋼或鋁不可能實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品形式,應(yīng)用于日產(chǎn) Murano,、 Infiniti FX45等車型,。
6.儀表板框架
GMT制造儀表板框架的新概念已在福特集團(tuán)的幾種型號(hào)上使用:沃爾沃S40和V50,馬自達(dá)3和福特C-Max,。這些復(fù)合材料能夠?qū)崿F(xiàn)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制件中,并且與傳統(tǒng)方法相比,,重量大大減輕,,而無需增加成本。
7.蓄電池托架
(文章來源:三菱化學(xué)高新材料官網(wǎng))