玻璃纖維氈增強熱塑性複合材料

玻璃纖維氈增強熱塑性複合材料

玻璃纖維增強型熱塑性塑膠,英文首字母縮寫是GMT。GMT材料是一種新型工程用塑膠,可廣泛套用於汽車車身各部位,可替代傳統的金屬部件,減輕重量,降低成本。相信在不久的將來,會為整個汽車工業帶來一場新的革命。

基本信息

材料簡介

玻璃纖維氈增強熱塑性複合材料玻璃纖維氈增強熱塑性複合材料
GMT(Glass Mat reinforced Thermoplastics)是玻璃纖維增強型熱塑性塑膠的英文首字母縮寫。GMT材料是一種新型工程用塑膠,可廣泛套用於汽車車身各部位,可替代傳統的金屬部件,減輕重量,降低成本。相信在不久的將來,會為整個汽車工業帶來一場新的革命。
GMT以熱塑性樹脂為基體,以玻璃纖維氈為增強骨架的複合材料。一般可以生產出片材半成品,然後直接加工成所需要的形狀的產品。纖維可以是短切玻璃纖維或連續的玻璃纖維氈,熱塑性樹脂可以是通用塑膠,工程塑膠或高性能塑膠。GMT的發展較晚,但發展迅速。它的力學性能好,成型周期短,生產成本低,可模製較大的、形狀複雜的部件且尺寸穩定性好,選用按所要求尺寸預先切好的GMT,就有可能達到50-300N/mm2範圍內的強度,模壓好的GMT部件幾乎是各向同性的,對於所有類型的衝擊,都具有良好的強度,其最終產品沒有焊縫,而且可回收利用,這使得它受到汽車界的極大關注。現在歐洲汽車工業越來越傾向於使用GMT,利用它來生產前端部件、座椅殼體、發動機隔噪罩、保險槓儀錶板托架等部件。

優點

GMT材料的套用總結下來具有以下優點:
1.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。
2.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%。
3.與熱固性SMC(片狀模塑膠)相比,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
4.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。
5.高剛性(GMT里含有GF織物、即使有10mph的衝擊碰撞,仍能保持形狀)。
除了優異的物理/機械性能之外,作為總成部件,GMT材料產品一體成型的特點決定了它低廉的系統成本,也十分有利於培養專業化、大批量生產和具有模組化供貨能力的供應商團隊,還將大大提高主機廠對供應商的管理效益。

實際套用

在汽車工業中的套用

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1前端部件
歐洲GMT製作汽車前端部件的用量約占汽車總用量的28%,Golf A3、Polo AO3、Audi80和小型Audi AB均採用GMT前端部件。用GMT製作前端部件的優點是可將包括車頭燈、風機和散熱器座、發動機罩搭扣以及保險槓固定點等功能集於一體,從而取代多個金屬部件,與同等強度的鋼部件相比,質量可減輕20%,,生產費用可下降10%。與片狀模塑膠相比,GMT前端部件在裝配上和防震性上均具有優勢
2座椅殼體
GMT座椅殼體占GMT歐洲汽車用量的20%,這種座椅殼體可採用不同顏色,如大理石紋或木紋。
3發動機隔噪罩
GMT發動機隔噪罩約占GMT在汽車總用量的20%,主要是利用了GMT材料的抗衝擊性能和耐低溫性能。
4保險桿
在美國,GMT已廣泛用於模製汽車保險桿。而現在則發展為由數層單向GMT(GMT-VD)組成性能更好的單向保險槓,這種保險槓在低溫下也具有良好的剛度,能量吸收故障自動保險性能優良,質量較輕,可按材料性能進行模製,可滿足主要應力方向上的高剛度和高強度要求。
5儀錶盤托架
GMT儀錶盤托架可將支承儀表、安全氣囊和加熱換氣系統等功能集於一體,為GMT提供了良好的套用機會

在其它工業中的套用

在建築工業中GMT可取代金屬製作建築模板。這種GMT模板具有質輕、剝離性好,結構一體化、製件表面光潔等優點;在交通運輸業中用GMT片材在貨櫃的底板上作內襯,可大大減少維護保養費用;也可用GMT片材作蒙皮,高強泡沫作夾芯取代硬木及金屬製造貨櫃。哈爾濱玻璃鋼研究所獨立開發套用了全複合材料絕緣梯配件、配電盒、泵蓋、油田用機箱底板和軸承端蓋等。

回收利用

GMT材料另一個重要特點是可回收利用,現已以批量生產的規模在汽車中進行試驗,並已取得了良好的結果;方法大體如下:對回收的GMT部件進行加熱,再模壓成同等質量的同類部件或其它類型部件,可對其重複模壓兩次而不會明顯降低性能,但若重複利用在4次以上,則性能會有較大下降。
對回收的GMT進行粉碎,並製成GMT粉料或粒料。這種粒料非常類似於標準注塑膠,可用作注塑機或擠出機的原料。在GMT製造過程中,通過GMT粉料或粒料取代部分PP和玻璃纖維氈來製作GMT。回收GMT料的加入量在10%(質量分數)以下時,不會影響GMT的加工性能及靜態和動態性能。回收GMT在30%(質量分數)以下時,不會影響其基體性能

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