学森:国内汽车复合材科应用现状与未来展望 综述 glass 中图分类号TQ171.77777文献标识码A 国内汽车复合材料应用现状与未来展望 郑学森 (北京汽车玻璃钢有限公司,北京102101) 摘要:阐述了汽车复合材料的应用顺应了国际汽车的节能、环保和安全的发展方向。回顾了复合材料在我国汽车零部件 开发中的发展历程。详细介绍了当今复合材料在轿车(含SUV)、载货车、客车等各种车辆及汽车工业相关领域的应用现 状。展望了复合材料在汽车部件中将不断开发的新应用。总结我国汽车复合材料的发展举措。 关键词:汽车:复合材料:回顾:现状:展望 Applications and Prospects of Automotive Composites in China ZHENG Xuesen (Beijing FRP Auto Parts Co Ltd, Beijing 102101) Abstract: Internationally, the applications of automotive composites go with the stream of energy efficiency, environment friendliness and safety. In this article, the author reviews the developing history of composite auto parts in China, elaborates the urrent uses of composites in cars(including SUV), trucks, buses and the related fields, forecasts ever-growing new uses of Key words: automobile: composite(material); review: current situation: prospect 0前言 也是我国产业政策的要求。 汽车工业是我国国民经济的重要支柱产业之一, 减少燃料消耗和降低对环境的污染已成为当今 近几年来已取得迅猛的发展。汽车工业的快速发展汽车工业发展和社会可持续发展急需解决的关键问 导致了汽车保有量的急剧增加,同时也给社会带来题:(1)实现汽车轻量化,是节省能源的最有效的途 了三大问题:能源匮乏、环境污染、安全问题。汽 径之一,也是国际先进汽车制造商所追求的重要目 车节能、环保、安全既是国际汽车技术的发展方向 标。汽车轻量化一方面决定于材料工业的发展,另 方面取决于提高汽车性能。采用高性能轻质材料 收稿日期:2009-04-16 是实现汽车轻量化的一条重要途径,如选用铝、镁 作者简介:郑学森,男,1968年生,北京汽车玻璃钢有限公司副 钛等合金、高强度钢、工程塑料和复合材料等,用 总经理,高级工程师 以制造汽车车身、底盘、发动机等零部件,可以有 o1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
0 前言 汽车工业是我国国民经济的重要支柱产业之一， 近几年来已取得迅猛的发展。汽车工业的快速发展 导致了汽车保有量的急剧增加，同时也给社会带来 了三大问题：能源匮乏、环境污染、安全问题。汽 车节能、环保、安全既是国际汽车技术的发展方向， 收稿日期：2009-04-16 作者简介：郑学森，男，1968年生，北京汽车玻璃钢有限公司副 总经理，高级工程师。 也是我国产业政策的要求。 减少燃料消耗和降低对环境的污染已成为当今 汽车工业发展和社会可持续发展急需解决的关键问 题：(1)实现汽车轻量化，是节省能源的最有效的途 径之一，也是国际先进汽车制造商所追求的重要目 标。汽车轻量化一方面决定于材料工业的发展，另 一方面取决于提高汽车性能。采用高性能轻质材料 是实现汽车轻量化的一条重要途径，如选用铝、镁、 钛等合金、高强度钢、工程塑料和复合材料等，用 以制造汽车车身、底盘、发动机等零部件，可以有 郑学森 （北京汽车玻璃钢有限公司，北京 102101） 摘 要：阐述了汽车复合材料的应用顺应了国际汽车的节能、环保和安全的发展方向。回顾了复合材料在我国汽车零部件 开发中的发展历程。详细介绍了当今复合材料在轿车（含SUV）、载货车、客车等各种车辆及汽车工业相关领域的应用现 状。展望了复合材料在汽车部件中将不断开发的新应用。总结我国汽车复合材料的发展举措。 关键词：汽车；复合材料；回顾；现状；展望 ZHENG Xuesen （Beijing FRP Auto Parts Co. Ltd，Beijing 102101 ） Applications and Prospects of Automotive Composites in China Abstract：Internationally，the applications of automotive composites go with the stream of energy efficiency，environment friendliness and safety. In this article，the author reviews the developing history of composite auto parts in China，elaborates the current uses of composites in cars（including SUV），trucks，buses and the related fields，forecasts ever-growing new uses of composite auto parts and summarizes the measures of further developing automotive composites in China. Key words：automobile；composite（material）；review；current situation；prospect 郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望 综 述 国内汽车复合材料应用现状与未来展望 《玻璃纤维》2010年 第3期 35 中图分类号:TQ171.77+7.77 文献标识码:A
综述 ber 郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望 效地减轻汽车自重,提高发动机效率。据估计,汽伸到20世纪80年代末为止。这一阶段,汽车复合材 车重量每减轻10%,就会节省6%~8%的燃料。(2)减料主要以手糊工艺为主,总的来说是批量小、质量 少空气阻力是有效改善汽车燃油经济性的途径之一。 差、应用少。 为了减少空气阻力,国内外研制开发造型独特的流 生产玻璃钢/复合材料汽车零部件的厂家多为业 线型车身及装置,在增加车身的流线型和整车美观专业厂家,由于认识上的问题,在很长一段时间 度的同时,在保证车辆的高速性能的前提下起到进在汽车零部件开发方面存在许多差距和不足。早 一步减少风阻和节约能耗的作用。 在20世纪50年代,我国即以手糊成型工艺试制玻璃 作为构成汽车的以塑代钢的重要轻量化材料 钢/复合材料汽车部件:60年代中期已在汽车制造中 玻璃钢/复合材料,与汽车节能、环保、安全有着密正式应用:至70年代初,国内不少厂家已采用玻璃 不可分的关系。采用玻璃钢/复合材料制造汽车车身 钢/复合材料生产各种型号的客车外饰件。但是一直 壳体及其他相关部件,是使汽车轻量化最有效的途以来复合材料技术相对落后,大多采用了手糊成型 径之一;玻璃钢/复合材料的问世,为汽车造型设计工艺,长期以来停留在初级水平,工作效率和制品 提供了重要的变革条件,利用其设计自由度大和成 性能等受到很大的局限性 型方便的特点为汽车产品的造型、功能增添了新奇 上世纪80年代后期,“全塑汽车”的概念曾经 与美感,实现汽车车身流线型的设计理念;同时, 在国内汽车界轰动一时,典型例子为原北京中华汽 玻璃钢/复合材料还具有安全、低噪音、保温隔热等车公司等生产的全玻璃钢车身。由于手糊玻璃钢工 优良性能。由于汽车的质量减轻,滚动阻力减少, 艺效率和质量状态的局限性,许多玻璃钢/复合材料 进而收到降低油耗、节约能源、减少环境污染以及 整车身车型不能形成工业化生产,甚至最终不得不 保证安全等一系列效能。 退出市场竞争。 自从1953年世界上第一部FRP汽车 GM Corvette 1.2汽车复合材料应用的探索成长阶段 制造成功以后,玻璃钢/复合材料即成为汽车工业的 从20世纪90年代初至2001年底我国加入W0为止 支生力军。当前,作为新材料前沿的复合材料逐这一阶段,随着我国汽车工业由载货卡车为主体的 步替代汽车零部件中的金属产品和其它传统材料 生产体系向轻便车、轿车为主体的生产体系发生的 并取得更加经济和安全的效果。玻璃钢/复合材料汽战略转移,随着其国产化进程的不断加快,在处于 车零部件主要分为三类,即:车身部件、结构部件提高质量与数量、取代进口、打翻身仗的关键时刻, 及功能部件。 玻璃钢/复合材料在我国汽车工业中的应用广度有了 突破。 1复合材料在我国汽车零部件开发应用的 该阶段,中美合资北京吉普汽车有限公司生产 历程回顾 的XJ系列切诺基吉普车的后举升门总成、前散热器 零部件工业是发展汽车工业的基础。没有强大 罩和座椅骨架等部件;南汽引进的依维柯S系列商务 的汽车零部件工业,就不可能有强大的汽车工业。 车的保险杠和顶盖等部件;一汽引进德国大众公司 汽车复合材料作为汽车零部件应用的一个分支,它奥迪100中级轿车中的后保险杠背衬、右侧烟道隔离 伴随着我国汽车工业的发展而兴起、成长。我国汽 板、行李箱和备胎厢等部件;东风汽车公司利用引 车复合材料的发展主要经历了3个阶段,在各个阶段进日产技术开发的8t平头柴油车系列车型的轮罩和 扮演着不同的角色 前围板等部件:以及原中国重汽集团引进的斯太尔 1.1汽车复合材料应用的初步兴起阶段 重卡系列的面罩、遮阳罩和导流罩等玻璃钢/复合材 从20世纪50年代我国汽车工业兴起开始一直延 料零部件均陆续实现国产化生产配套。此外在一些 《玻璃纤维》2010年第3期 o1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
《玻璃纤维》2010年 第3期 36 效地减轻汽车自重，提高发动机效率。据估计，汽 车重量每减轻10%，就会节省6%～8%的燃料。(2)减 少空气阻力是有效改善汽车燃油经济性的途径之一。 为了减少空气阻力，国内外研制开发造型独特的流 线型车身及装置，在增加车身的流线型和整车美观 度的同时，在保证车辆的高速性能的前提下起到进 一步减少风阻和节约能耗的作用。 作为构成汽车的以塑代钢的重要轻量化材料—— 玻璃钢/复合材料，与汽车节能、环保、安全有着密 不可分的关系。采用玻璃钢/复合材料制造汽车车身 壳体及其他相关部件，是使汽车轻量化最有效的途 径之一；玻璃钢/复合材料的问世，为汽车造型设计 提供了重要的变革条件，利用其设计自由度大和成 型方便的特点为汽车产品的造型、功能增添了新奇 与美感，实现汽车车身流线型的设计理念；同时， 玻璃钢/复合材料还具有安全、低噪音、保温隔热等 优良性能。由于汽车的质量减轻，滚动阻力减少， 进而收到降低油耗、节约能源、减少环境污染以及 保证安全等一系列效能。 自从1953年世界上第一部FRP汽车——GM Corvette 制造成功以后，玻璃钢/复合材料即成为汽车工业的 一支生力军。当前，作为新材料前沿的复合材料逐 步替代汽车零部件中的金属产品和其它传统材料， 并取得更加经济和安全的效果。玻璃钢/复合材料汽 车零部件主要分为三类，即：车身部件、结构部件 及功能部件。 1 复合材料在我国汽车零部件开发应用的 历程回顾 零部件工业是发展汽车工业的基础。没有强大 的汽车零部件工业，就不可能有强大的汽车工业。 汽车复合材料作为汽车零部件应用的一个分支，它 伴随着我国汽车工业的发展而兴起、成长。我国汽 车复合材料的发展主要经历了3个阶段，在各个阶段 扮演着不同的角色。 1.1 汽车复合材料应用的初步兴起阶段 从20世纪50年代我国汽车工业兴起开始一直延 伸到20世纪80年代末为止。这一阶段，汽车复合材 料主要以手糊工艺为主，总的来说是批量小、质量 差、应用少。 生产玻璃钢/复合材料汽车零部件的厂家多为业 内专业厂家，由于认识上的问题，在很长一段时间 内在汽车零部件开发方面存在许多差距和不足。早 在20世纪50年代，我国即以手糊成型工艺试制玻璃 钢/复合材料汽车部件；60年代中期已在汽车制造中 正式应用；至70年代初，国内不少厂家已采用玻璃 钢/复合材料生产各种型号的客车外饰件。但是一直 以来复合材料技术相对落后，大多采用了手糊成型 工艺，长期以来停留在初级水平，工作效率和制品 性能等受到很大的局限性。 上世纪80年代后期，“全塑汽车”的概念曾经 在国内汽车界轰动一时，典型例子为原北京中华汽 车公司等生产的全玻璃钢车身。由于手糊玻璃钢工 艺效率和质量状态的局限性，许多玻璃钢/复合材料 整车身车型不能形成工业化生产，甚至最终不得不 退出市场竞争。 1.2 汽车复合材料应用的探索成长阶段 从20世纪90年代初至2001年底我国加入WTO为止。 这一阶段，随着我国汽车工业由载货卡车为主体的 生产体系向轻便车、轿车为主体的生产体系发生的 战略转移，随着其国产化进程的不断加快，在处于 提高质量与数量、取代进口、打翻身仗的关键时刻， 玻璃钢/复合材料在我国汽车工业中的应用广度有了 突破。 该阶段，中美合资北京吉普汽车有限公司生产 的XJ系列切诺基吉普车的后举升门总成、前散热器 罩和座椅骨架等部件；南汽引进的依维柯S系列商务 车的保险杠和顶盖等部件；一汽引进德国大众公司 奥迪100中级轿车中的后保险杠背衬、右侧烟道隔离 板、行李箱和备胎厢等部件；东风汽车公司利用引 进日产技术开发的8,t平头柴油车系列车型的轮罩和 前围板等部件；以及原中国重汽集团引进的斯太尔 重卡系列的面罩、遮阳罩和导流罩等玻璃钢/复合材 料零部件均陆续实现国产化生产配套。此外在一些 综 述 郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望
郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望 iber glass 国产车型的改进和更新过程中,也加大了玻璃钢/复 汽车复合材料零部件的应用广度与深度。 合材料在相关部件开发中应用力度,如BJ212吉普车 的电瓶托盘和硬顶:CA141货车发动机部件中的挺杆2我国汽车复合材料的应用现状 室盖板、机油滤清器外罩、通风阀总成等;CA140-2 我国汽车复合材料的大规模应用始于引进车型 货车的水箱面罩和保险杠:轻骑摩托车的挡泥板和上,也在自主开发的一些车型上得到发展,尤其在 头盔;南方摩托车的机油泵盖总成等。 近几年来取得了长足进步,但总体来说与发达国家 该阶段,越来越多的车型采用了玻璃钢/复合材尚有距离。据估算,目前我国玻璃钢/复合材料年产 料部件,而且作为以塑代钢的理想材料已被汽车工量已接近200万t,但汽车复合材料的年用量仅为 业部门逐步认识,初步形成汽车复合材料的概念 10万t左右,所占比例较小,而且由于汽车复合材 尽管手糊成型工艺依然在生产某些汽车零部件领域料厂家普遍规模较小,存在创新发展能力不足的问 还占主导地位,但已出现精品化生产趋势,而SMC 题 BMC、RM等先进材料和工艺的应用推广也具有相当2.1复合材料在轿车(含SUV)方面的应用现状 迅猛之势,并在某些方面实现了对手糊工艺的完全 目前我国轿车生产仍以进口车型为主,主要可 替代,形成一定的批量生产能力,质量上得到明显分为美系、欧系、日系、韩系。另有一些完全的自 提高,应用范围有所扩大。 主品牌,如奇瑞、吉利、长城、猎豹、华普、华晨 1.3汽车复合材料应用的快速发展阶段 中华等。进口车型的复合材料部件基本沿用原厂设 从2002年至今。我国加入W0以后,随着国家整计,部分实现本地化生产配套,但相当一部分部件 车生产政策的调整,汽车零部件进口关税的大幅度依然需要进口;而国产品牌轿车上复合材料部件还 降低,国外资本与技术引进进一步加速。随着知识 较少使用。 经济和经济全球化步伐的加快,开始反思“以生产 近年来,复合材料在国内轿车和SV车型中的最 换技术”的做法,具有自主知识产权的民族品牌的 新应用实例分别见表1、表2。 车型如雨后春笋般涌现。我国汽车工业进入了历史2.2复合材料在载货车方面的应用情况 性的快速成长时期,形成以轿车、载货车、客车并 近年来国内载货车技术得到很大的提高、优化 行上升的局面,大踏步向汽车大国迈进。 与改进,同时随着国民经济的高速发展带来的市场 该阶段,受国内汽车工业大发展的影响,汽车驱动载货车产量的不断攀升,玻璃钢/复合材料在载 复合材料企业也在不断增加,并在国内形成多个区 货车中取得了突破性的应用 域性的汽车复合材料零部件产业群和多个具备规模 近几年来,国内新老汽车制造商相继推出新的 化能力的汽车复合材料专业化厂家。同时,国外汽中/重型载货车车型,这些都成为汽车复合材料应用 车复合材料企业随着诸多国外汽车零部件厂家进入的新亮点与增长点,表3列出了一些具体的应用实 中国,激励着国内企业的革新与创新。通过技术引 例。 进与消化吸收以及自主研发创新能力的提高 而近年来,国内轻型载货车和皮卡车市场增长 SMC/BMC、RTM、喷射以及短纤维增强热塑性塑料技没有中/重型载货车火爆,而且汽车复合材料零部件 术等进一步融入和成熟,并形成了一定的规模化生开发与应用相对要少得多,但也不乏应用案例。如 产技术与能力,零部件质量大幅提高,汽车主机厂北汽福田奥铃轻卡系列的SMC前翻转盖板、FRP导流 对汽车复合材料认同度大大增强,同时,GMT、LFT罩:北汽福田欧马可轻卡系列的FRP导流罩:跃进轻 和新能源汽车用气瓶的缠绕技术等得到了一定的发 卡系列的SMC轮眉与侧装饰条、FRP导流罩:解放轻 展,进一步丰富了汽车复合材料工艺技术,拓展了 卡系列的GMT脚踏板、发动机BMC导风管和SMC罩盖: 《玻璃纤维》2010年第3期 o1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望 综 述 《玻璃纤维》2010年 第3期 37 国产车型的改进和更新过程中，也加大了玻璃钢/复 合材料在相关部件开发中应用力度，如BJ212吉普车 的电瓶托盘和硬顶；CA141货车发动机部件中的挺杆 室盖板、机油滤清器外罩、通风阀总成等；CA140-2 货车的水箱面罩和保险杠；轻骑摩托车的挡泥板和 头盔；南方摩托车的机油泵盖总成等。 该阶段，越来越多的车型采用了玻璃钢/复合材 料部件，而且作为以塑代钢的理想材料已被汽车工 业部门逐步认识，初步形成汽车复合材料的概念。 尽管手糊成型工艺依然在生产某些汽车零部件领域 还占主导地位，但已出现精品化生产趋势，而SMC、 BMC、RTM等先进材料和工艺的应用推广也具有相当 迅猛之势，并在某些方面实现了对手糊工艺的完全 替代，形成一定的批量生产能力，质量上得到明显 提高，应用范围有所扩大。 1.3 汽车复合材料应用的快速发展阶段 从2002年至今。我国加入WTO以后，随着国家整 车生产政策的调整，汽车零部件进口关税的大幅度 降低，国外资本与技术引进进一步加速。随着知识 经济和经济全球化步伐的加快，开始反思“以生产 换技术”的做法，具有自主知识产权的民族品牌的 车型如雨后春笋般涌现。我国汽车工业进入了历史 性的快速成长时期，形成以轿车、载货车、客车并 行上升的局面，大踏步向汽车大国迈进。 该阶段，受国内汽车工业大发展的影响，汽车 复合材料企业也在不断增加，并在国内形成多个区 域性的汽车复合材料零部件产业群和多个具备规模 化能力的汽车复合材料专业化厂家。同时，国外汽 车复合材料企业随着诸多国外汽车零部件厂家进入 中国，激励着国内企业的革新与创新。通过技术引 进与消化吸收以及自主研发创新能力的提高， SMC/BMC、RTM、喷射以及短纤维增强热塑性塑料技 术等进一步融入和成熟，并形成了一定的规模化生 产技术与能力，零部件质量大幅提高，汽车主机厂 对汽车复合材料认同度大大增强，同时，GMT、LFT 和新能源汽车用气瓶的缠绕技术等得到了一定的发 展，进一步丰富了汽车复合材料工艺技术，拓展了 汽车复合材料零部件的应用广度与深度。 2 我国汽车复合材料的应用现状 我国汽车复合材料的大规模应用始于引进车型 上，也在自主开发的一些车型上得到发展，尤其在 近几年来取得了长足进步，但总体来说与发达国家 尚有距离。据估算，目前我国玻璃钢/复合材料年产 量已接近200,万,t，但汽车复合材料的年用量仅为 10,万,t左右，所占比例较小，而且由于汽车复合材 料厂家普遍规模较小，存在创新发展能力不足的问 题。 2.1 复合材料在轿车（含SUV）方面的应用现状 目前我国轿车生产仍以进口车型为主，主要可 分为美系、欧系、日系、韩系。另有一些完全的自 主品牌，如奇瑞、吉利、长城、猎豹、华普、华晨 中华等。进口车型的复合材料部件基本沿用原厂设 计，部分实现本地化生产配套，但相当一部分部件 依然需要进口；而国产品牌轿车上复合材料部件还 较少使用。 近年来，复合材料在国内轿车和SUV车型中的最 新应用实例分别见表1、表2。 2.2 复合材料在载货车方面的应用情况 近年来国内载货车技术得到很大的提高、优化 与改进，同时随着国民经济的高速发展带来的市场 驱动载货车产量的不断攀升，玻璃钢/复合材料在载 货车中取得了突破性的应用。 近几年来，国内新老汽车制造商相继推出新的 中/重型载货车车型，这些都成为汽车复合材料应用 的新亮点与增长点，表3列出了一些具体的应用实 例。 而近年来，国内轻型载货车和皮卡车市场增长 没有中/重型载货车火爆，而且汽车复合材料零部件 开发与应用相对要少得多，但也不乏应用案例。如： 北汽福田奥铃轻卡系列的SMC前翻转盖板、FRP导流 罩；北汽福田欧马可轻卡系列的FRP导流罩；跃进轻 卡系列的SMC轮眉与侧装饰条、FRP导流罩；解放轻 卡系列的GMT脚踏板、发动机BMC导风管和SMC罩盖；
郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望 表1复合材料在国内部分轿车车型中的最新应用实例 汽车制造商 汽车复合材料部件实例 奥迪A6 SMC后保险杠背衬、后备胎箱、BMC车灯反射罩以及GMT前端支架和前端底板衬里、发动机罩板等 一汽大众 GMT前端支架 腾系列 GMT备胎仓 SMC后保险杠背衬、后备胎箱、FRP尾翼 海南马自达 马自达6 长玻纤增强聚丙烯注射成型的前端模块和车门模块载体 帕萨特B5 GMT蓄电池托架、发动机罩板、前端底板衬里以及BMC车灯反射罩 桑塔纳3000 BMC车灯反射罩 上海大众 PL0系列 GMT发动机底护板 途安系列 LFT前端支架 别克GL8系列GMT前保险杠缓冲器支架 上海通用 凯悦、君悦系列SMC天窗板,以及GMT后靠背骨架总成、前保缓冲器支架 上汽汽车 荣威系列 SMC底部导流板 南汽名爵 名爵跑车MG7SMC车顶骨架 富康两厢 SMC上扰流板、中扰流板 东风雪铁龙 标致206、307系列LFT前端支架、翼子板 北京现代索纳塔、伊兰特系列GMT前保缓冲器支架 北京奔驰 300C系列 SMC油箱副隔热板 奇瑞汽车 东方之子 GMT前保缓冲器支架 表2复合材料在国内部分SUV车型中的最新应用实例 汽车制造商 车型 汽车复合材料部件实例 北汽制造 勇士系列 SMC前后保险杠、左右风窗铰链装饰板、蓄电池托架、FR发动机罩盖、左右翼子板、车顶等 北汽福田 中浪系列 FR扰流板、牌照灯支架、左右护板、左右轮眉、左右后保包角等 郑州日产 锐骐系列 SMC顶饰件总成、中隔窗、双开式后门 大陆风系列 SMC后导流板、FRP尾翼及大包围部件等 江铃陆风 小陆风系列 FRP车顶骨架 保定长城赛弗、赛骏、赛影系列FRP扰流板、左右护板、左右轮眉、涉水器等 河北中兴 富奇6500 FRP前保险杠、发动机盖板 长丰猎豹 借豹系列 RP扰流板 东风多利卡轻卡系列的SMC前围面罩、外侧板与轮罩 在工程车和改装车等特种车辆方面,玻璃钢/复 及FRP导流罩;东风小霸王轻卡的SMC保险杠;江铃合材料也在近几年得到进一步应用。如:北汽福田 轻卡系列的RIM侧防护板、挡泥板和FRP导流罩,厢 瑞沃系列,使用了SMC前翻转盖板、翼子板、保险杠 式货车的手糊FRP厢体:江淮轻卡的FRP导流罩,等等;河南冰熊、河南红宇、济南考格尔等专业冷藏 等。部分皮卡车型使用了FP保险杠,如保定长城“迪车生产厂,采用FRP内外板内夹PU泡沫材料生产的冷 藏车箱体等,使用量比较平稳并略呈上升趋势。 《玻璃纤维》2010年第3期38 o1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
《玻璃纤维》2010年 第3期 38 东风多利卡轻卡系列的SMC前围面罩、外侧板与轮罩 及FRP导流罩；东风小霸王轻卡的SMC保险杠；江铃 轻卡系列的RTM侧防护板、挡泥板和FRP导流罩，厢 式货车的手糊FRP厢体；江淮轻卡的FRP导流罩，等 等。部分皮卡车型使用了FRP保险杠，如保定长城“迪 尔”等。 在工程车和改装车等特种车辆方面，玻璃钢/复 合材料也在近几年得到进一步应用。如：北汽福田 瑞沃系列，使用了SMC前翻转盖板、翼子板、保险杠 等；河南冰熊、河南红宇、济南考格尔等专业冷藏 车生产厂，采用FRP内外板内夹PU泡沫材料生产的冷 藏车箱体等，使用量比较平稳并略呈上升趋势。 综 述 郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望 表1 复合材料在国内部分轿车车型中的最新应用实例 汽车制造商 一汽大众 一汽轿车 海南马自达 上海大众 上海通用 上汽汽车 南汽名爵 东风雪铁龙 北京现代 北京奔驰 奇瑞汽车 车型 奥迪A6 宝来系列 迈腾系列 红旗系列 马自达6 帕萨特B5 桑塔纳3000 POLO系列 途安系列 别克GL8系列 凯悦、君悦系列 荣威系列 名爵跑车MG7 富康两厢 标致206、307系列 索纳塔、伊兰特系列 300C系列 东方之子 汽车复合材料部件实例 SMC后保险杠背衬、后备胎箱、BMC车灯反射罩以及GMT前端支架和前端底板衬里、发动机罩板等 GMT前端支架 GMT备胎仓 SMC后保险杠背衬、后备胎箱、FRP尾翼 长玻纤增强聚丙烯注射成型的前端模块和车门模块载体 GMT蓄电池托架、发动机罩板、前端底板衬里以及BMC车灯反射罩 BMC车灯反射罩 GMT发动机底护板 LFT前端支架 GMT前保险杠缓冲器支架 SMC天窗板，以及GMT后靠背骨架总成、前保缓冲器支架 SMC底部导流板 SMC车顶骨架 SMC上扰流板、中扰流板 LFT前端支架、翼子板 GMT前保缓冲器支架 SMC油箱副隔热板 GMT前保缓冲器支架 表2 复合材料在国内部分SUV车型中的最新应用实例 汽车制造商 北汽制造 北汽福田 郑州日产 江铃陆风 保定长城 河北中兴 长丰猎豹 车型 勇士系列 冲浪系列 锐骐系列 大陆风系列 小陆风系列 赛弗、赛骏、赛影系列 富奇6500 猎豹系列 汽车复合材料部件实例 SMC前后保险杠、左右风窗铰链装饰板、蓄电池托架、FRP发动机罩盖、左右翼子板、车顶等 FRP扰流板、牌照灯支架、左右护板、左右轮眉、左右后保包角等 SMC顶饰件总成、中隔窗、双开式后门 SMC后导流板、FRP尾翼及大包围部件等 FRP车顶骨架 FRP扰流板、左右护板、左右轮眉、涉水器等 FRP前保险杠、发动机盖板 FRP扰流板
郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望 glass 表3复合材料在国内部分中/重型载货车车型中的最新应用实例 汽车制造商 车型 汽车复合材料部件实例 解放奥威(J5P)SMC前保险杠、前围面板、左右侧围护板、导流罩等 一汽集团 解放J6系列SMC前保险杠、前围面板和RIM导流罩、驾驶室顶盖等 东风公司153改型(P20驾驶室)SM轮罩、水箱面罩、护风罩、进气管以及FP导流罩等 天龙系列 前围面板和FRP导流罩等 新霸龙系列SM℃前面板、前保险杠、脚踏板及座下护板总成、翼子板、前角板、前车门外下饰板、风窗上/下饰板等 东风柳汽 SC面板、保险杠、上围板、前围板、举升电器罩盖、左右脚踏板、脚踏板座下护板总成等 豪泺系列 SMC前端面板、左右导风罩、后翼子板、门下装饰板、侧护板,以及驾驶室顶盖总成、导流罩等 中国重汽 金王子系列 SMC面罩、保险杠、翼子板、导风罩、踏板 黄河少帅 SMC保险杠、翼子板、内衬板、挡泥板、导风罩 华沃系列 SMC前端面板、左右角板与A立柱和左右挡风板、脚踏板、门下装饰板、侧护板等 德龙系列 SMC面罩、保险杠、脚踏板、牌架板、左右护栏板,FR导流罩等 陕汽 德御系列 SM面罩、保险杠总成及左右翼子板装饰罩、前翼子板(左右件)、轮罩、脚踏板,F巸导流罩与导流板等 上汽依维柯红岩霸王、T霸系列SM散热器面罩、脚踏板,以及FRP导流罩、导流板等 北汽福田欧曼巸、EⅨX系列S前翻转盖板、保险杠、翼子板,以及FRP导流罩、导流板、側裙板、脚踏板、副轮罩等 上海汇众 大通系列 SMC保险杠、粗滤器、仪表盘及左右挡泥板、装饰板、驾驶室护板等 北方奔驰北奔、铁马系列SM保险杠、脚踏板、前围面板,FRP导流罩 洛阳福赛特 福德重卡 RIM面罩、保险杠等 2.3复合材料在客车方面的应用情况 电动门总成、三角窗总成、后行李厢门总成和BMC前 近年来,玻璃钢/复合材料在国内大型豪华客车大灯和雾灯、FRP后围总成等 中继续得到进一步的拓展应用,几乎囊括所有厂家 近年来,玻璃钢/复合材料在微型客车领域应用 的所有车型,如:郑州宇通、厦门金龙、苏州金龙 有所增加,而且有应用SMC、RTM工艺逐步替代传统 西安西沃、上海申沃、上海双龙、安徽安凯、北京 手糊工艺的趋势 客车、神马巨鹰、深圳尼普兰、中通客车、桂林大2.4复合材料在汽车工业相关领域的应用情况 宇、亚星一奔驰、丹东黄海、天津伊利萨尔、北方 (1)汽车发动机部件。随着雷诺、沃尔沃、康 尼奧普毫、金华青年等。涉及应用部件有前后围 明斯等国际知名发动机制造商进入中国进行合资建 前后保险杠、翼子板、轮护板、踏步围板、行李箱厂或技术合作,气门罩盖、油底壳、噪音隔离罩 门板、裙板(侧围板)、后视镜、仪表板、仓门板 输入管、进气歧管等功能性部件开发应用需求大 空调顶置壳体等。由于此类客车部件类多、较大、 大部分采用了SMC或玻纤增强PA材料。现已有成功开 量小,一般采用手糊/喷射或RTM工艺成型。另有部发应用的案例。 分座椅采用SMC、RTM或手糊工艺制作,如申沃客车 (2)新能源汽车气瓶。国内的CNG/LPG高压气 座椅、双龙巴士连体座椅等。一些长途旅游客车或瓶首先应用于公交车,并正在向轿车、卡车等推广 房车,其卫生间都采用手糊FRP制作。 应用。相当一部分气瓶采用FRP或FRTP缠绕成型,包 在中型客车中,玻璃钢/复合材料也有进一步的括全复合材料结构气瓶、金属内衬(如钢内胆结构、 应用。如:南京依维柯都灵V系列车的SC豪华面罩、无焊缝铝合金内衬)和塑料内衬(如高密度聚乙烯) 《玻璃纤维》2010年第3期39 o1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望 综 述 《玻璃纤维》2010年 第3期 39 2.3 复合材料在客车方面的应用情况 近年来，玻璃钢/复合材料在国内大型豪华客车 中继续得到进一步的拓展应用，几乎囊括所有厂家 的所有车型，如：郑州宇通、厦门金龙、苏州金龙、 西安西沃、上海申沃、上海双龙、安徽安凯、北京 客车、神马巨鹰、深圳尼普兰、中通客车、桂林大 宇、亚星－奔驰、丹东黄海、天津伊利萨尔、北方 尼奥普毫、金华青年等。涉及应用部件有前后围、 前后保险杠、翼子板、轮护板、踏步围板、行李箱 门板、裙板（侧围板）、后视镜、仪表板、仓门板、 空调顶置壳体等。由于此类客车部件类多、较大、 量小，一般采用手糊/喷射或RTM工艺成型。另有部 分座椅采用SMC、RTM或手糊工艺制作，如申沃客车 座椅、双龙巴士连体座椅等。一些长途旅游客车或 房车，其卫生间都采用手糊FRP制作。 在中型客车中，玻璃钢/复合材料也有进一步的 应用。如：南京依维柯都灵V系列车的SMC豪华面罩、 电动门总成、三角窗总成、后行李厢门总成和BMC前 大灯和雾灯、FRP后围总成等。 近年来，玻璃钢/复合材料在微型客车领域应用 有所增加，而且有应用SMC、RTM工艺逐步替代传统 手糊工艺的趋势。 2.4 复合材料在汽车工业相关领域的应用情况 (1) 汽车发动机部件。随着雷诺、沃尔沃、康 明斯等国际知名发动机制造商进入中国进行合资建 厂或技术合作，气门罩盖、油底壳、噪音隔离罩、 输入管、进气歧管等功能性部件开发应用需求大， 大部分采用了SMC或玻纤增强PA材料。现已有成功开 发应用的案例。 (2) 新能源汽车气瓶。国内的CNG/LPG高压气 瓶首先应用于公交车，并正在向轿车、卡车等推广 应用。相当一部分气瓶采用FRP或FRTP缠绕成型，包 括全复合材料结构气瓶、金属内衬（如钢内胆结构、 无焊缝铝合金内衬）和塑料内衬（如高密度聚乙烯） 表3 复合材料在国内部分中/重型载货车车型中的最新应用实例 汽车制造商 一汽集团 东风公司 东风柳汽 中国重汽 陕汽 上汽依维柯红岩 北汽福田 上海汇众 北方奔驰 洛阳福赛特 车型 解放奥威（J5P） 解放J6系列 153改型（P210驾驶室） 天龙系列 新霸龙系列 乘龙系列 豪泺系列 金王子系列 黄河少帅 华沃系列 德龙系列 德御系列 霸王、T霸系列 欧曼H2、ETX系列 大通系列 北奔、铁马系列 福德重卡 汽车复合材料部件实例 SMC前保险杠、前围面板、左右侧围护板、导流罩等 SMC前保险杠、前围面板和RTM导流罩、驾驶室顶盖等 SMC轮罩、水箱面罩、护风罩、进气管以及FRP导流罩等 SMC前保险杠、前围面板和FRP导流罩等 SMC前面板、前保险杠、脚踏板及座下护板总成、翼子板、前角板、前车门外下饰板、风窗上/下饰板等 SMC面板、保险杠、上围板、前围板、举升电器罩盖、左右脚踏板、脚踏板座下护板总成等 SMC前端面板、左右导风罩、后翼子板、门下装饰板、侧护板，以及驾驶室顶盖总成、导流罩等 SMC面罩、保险杠、翼子板、导风罩、踏板 SMC保险杠、翼子板、内衬板、挡泥板、导风罩 SMC前端面板、左右角板与A立柱和左右挡风板、脚踏板、门下装饰板、侧护板等 SMC面罩、保险杠、脚踏板、牌架板、左右护栏板，FRP导流罩等 SMC面罩、保险杠总成及左右翼子板装饰罩、前翼子板(左右件)、轮罩、脚踏板，FRP导流罩与导流板等 SMC散热器面罩、脚踏板，以及FRP导流罩、导流板等 SMC前翻转盖板、保险杠、翼子板，以及FRP导流罩、导流板、侧裙板、脚踏板、副轮罩等 SMC保险杠、粗滤器、仪表盘及左右挡泥板、装饰板、驾驶室护板等 SMC保险杠、脚踏板、前围面板，FRP导流罩 RTM面罩、保险杠等
综述_FD 郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望 复合材料气瓶等。日目前国内以开发金属内衬复合材 当前国内汽车零部件技术发展的通用化、模块 料CNG/LPG气瓶为主,“十五”期间产量逾14万只 化、轻量化、环保化等趋势越来越明显。 部分产品直接出口。 (1)通用化技术趋势。当今汽车发展的一个显 (3)拖拉机部件。约翰·迪尔天拖有限公司采著特点是产品多样化、更新快。为寻求规模经济与 用RIM制作内外顶棚、左/右外挡泥板等部件 多样化、个性化的平衡点,汽车企业不断缩短新产 (4)公路交通设施。高速公路防眩板大多采用品开发周期,加快新产品推出,纷纷推行产品开发 SMC制作;高速公路防撞立柱部分采用SMC或拉挤工的平台战略。同一平台,从一种车型到另一种车型 艺制作;公路收费站隔离墩部分采用手糊工艺制1 只需扣一个不同的外壳即可。而复合材料作为汽车 (5)工程机械部件。山东工程机械厂、徐州工表面覆盖件的重要替代材料之一,可以充分利用其 程机械厂、天津美卓戴纳派克公司等生产的工程机 次成型、开发周期短、前期投入少等特点适应汽 械,其机盖总成和侧围大多采用手糊FR或RTM工艺车企业平台战略的需要。 制作。 (2)模块化技术趋势。模块化思想贯穿在汽车 的开发、工艺设计、采购和制造等环节的全过程之 3复合材料在我国汽车工业中应用未来的中。模块化生产,即是以一个零件(或部件)为中 展望 心将周边的零件组合在一起经一次成型加工而成, 3.1我国汽车工业快速发展给汽车复合材料发这样可以减少许多制造工艺和模具数量,进而降低 展带来的机遇与挑战 整车的生产成本,使汽车在市场上有强大的竞争能 统计数据显示,2006年我国汽车产销量突破700力。近年来,在欧美发达国家,复合材料在促进汽 万辆,2007年达到88余万辆,巨大的市场需求不仅 车零部件模块化设计和生产方面取得了长足发展 使中国成为继美国之后的世界第二大汽车消费市场,也将促进复合材料在国内汽车零部件模块化设计和 还成为仅次于美国和日本的世界第三大汽车生产国。 生产技术的应用深度 随着国民经济继续保持较快增长的态势,今后我国 (3)环保化技术趋势。我国高度重视资源节约 汽车工业仍将稳步上升。国家“十一五”规划,要和环境保护。汽车业的节能减排,是摆在行业和企 把我国汽车行业建设成为创新型产业,由汽车大国 业面前的一个严肃课题。未来的汽车与现在的汽车 发展成为汽车强国 在很多方面不会有太大的区别,但设计思想会有很 当前,汽车产业面对着原材料涨价和成车降价大不同。当今社会,人们目光的角度已逐渐转到人 双重成本和市场竞争压力,用户对汽车产品的安全 与自然的关系问题上,环境与能源问题成为世界上 性、舒适性和个性化提出的越来越高的要求,社会每个国家能否生存和发展的关键。绿色汽车已经成 对环保也更加关注,现有的原材料资源日益匮乏和 为未来汽车发展的必然趋势。在原材料选用上,进 与此有关的越来越严格的法规要求,促使了国内汽一步开发轻量化替代材料,并更加关注整车可回收 车产业的重大变革和产业升级。而随着汽车产业规材料的比例。复合材料作为与传统汽车材料竞争的 模化生产的发展,汽车产业内部和零部件企业之间 替代材料,将在汽车环保化方面起到更多的作用, 的分工协作不断细化和深化,形成汽车产品全过程同时也会促使汽车复合材料工艺技术和回收技术的 专业化分工的生产体系,有力推动了汽车产业的变 发展。 革。同时,中央期望汽车厂家“整合资源,形成拳 (4)轻量化技术趋势。轻量化依然是未来汽车 头,形成效益”,也将促使汽车零部件企业的整合重要的发展方向之一,而汽车轻量化实际上就是零 调整和优胜劣汰 部件的轻量化。2008年底,中国汽车轻量化技术创 《玻璃纤维》2010年第3期 o1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
《玻璃纤维》2010年 第3期 40 复合材料气瓶等。目前国内以开发金属内衬复合材 料CNG/LPG气瓶为主，“十五”期间产量逾14万只， 部分产品直接出口。 (3) 拖拉机部件。约翰·迪尔天拖有限公司采 用RTM制作内外顶棚、左/右外挡泥板等部件。 (4) 公路交通设施。高速公路防眩板大多采用 SMC制作；高速公路防撞立柱部分采用SMC或拉挤工 艺制作；公路收费站隔离墩部分采用手糊工艺制作。 (5) 工程机械部件。山东工程机械厂、徐州工 程机械厂、天津美卓戴纳派克公司等生产的工程机 械，其机盖总成和侧围大多采用手糊FRP或RTM工艺 制作。 3 复合材料在我国汽车工业中应用未来的 展望 3.1 我国汽车工业快速发展给汽车复合材料发 展带来的机遇与挑战 统计数据显示，2006年我国汽车产销量突破700 万辆，2007年达到888余万辆，巨大的市场需求不仅 使中国成为继美国之后的世界第二大汽车消费市场， 还成为仅次于美国和日本的世界第三大汽车生产国。 随着国民经济继续保持较快增长的态势，今后我国 汽车工业仍将稳步上升。国家“十一五”规划，要 把我国汽车行业建设成为创新型产业，由汽车大国 发展成为汽车强国。 当前，汽车产业面对着原材料涨价和成车降价 双重成本和市场竞争压力，用户对汽车产品的安全 性、舒适性和个性化提出的越来越高的要求，社会 对环保也更加关注，现有的原材料资源日益匮乏和 与此有关的越来越严格的法规要求，促使了国内汽 车产业的重大变革和产业升级。而随着汽车产业规 模化生产的发展，汽车产业内部和零部件企业之间 的分工协作不断细化和深化，形成汽车产品全过程 专业化分工的生产体系，有力推动了汽车产业的变 革。同时，中央期望汽车厂家“整合资源，形成拳 头，形成效益”，也将促使汽车零部件企业的整合 调整和优胜劣汰。 当前国内汽车零部件技术发展的通用化、模块 化、轻量化、环保化等趋势越来越明显。 (1) 通用化技术趋势。当今汽车发展的一个显 著特点是产品多样化、更新快。为寻求规模经济与 多样化、个性化的平衡点，汽车企业不断缩短新产 品开发周期，加快新产品推出，纷纷推行产品开发 的平台战略。同一平台，从一种车型到另一种车型 只需扣一个不同的外壳即可。而复合材料作为汽车 表面覆盖件的重要替代材料之一，可以充分利用其 一次成型、开发周期短、前期投入少等特点适应汽 车企业平台战略的需要。 (2) 模块化技术趋势。模块化思想贯穿在汽车 的开发、工艺设计、采购和制造等环节的全过程之 中。模块化生产，即是以一个零件（或部件）为中 心将周边的零件组合在一起经一次成型加工而成， 这样可以减少许多制造工艺和模具数量，进而降低 整车的生产成本，使汽车在市场上有强大的竞争能 力。近年来，在欧美发达国家，复合材料在促进汽 车零部件模块化设计和生产方面取得了长足发展， 也将促进复合材料在国内汽车零部件模块化设计和 生产技术的应用深度。 (3) 环保化技术趋势。我国高度重视资源节约 和环境保护。汽车业的节能减排，是摆在行业和企 业面前的一个严肃课题。未来的汽车与现在的汽车 在很多方面不会有太大的区别，但设计思想会有很 大不同。当今社会，人们目光的角度已逐渐转到人 与自然的关系问题上，环境与能源问题成为世界上 每个国家能否生存和发展的关键。绿色汽车已经成 为未来汽车发展的必然趋势。在原材料选用上，进 一步开发轻量化替代材料，并更加关注整车可回收 材料的比例。复合材料作为与传统汽车材料竞争的 替代材料，将在汽车环保化方面起到更多的作用， 同时也会促使汽车复合材料工艺技术和回收技术的 发展。 (4) 轻量化技术趋势。轻量化依然是未来汽车 重要的发展方向之一，而汽车轻量化实际上就是零 部件的轻量化。2008年底，中国汽车轻量化技术创 综 述 郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望
郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望 ben glass 综述 新战略联盟成立,旨在通过减轻汽车自重来实现节复合材料作为仪表板骨架都是不错的选择。 能减排目标。该联盟的长期发展目标是:开展汽车 (2)考虑到轻量化,现在也有用玻璃纤维增强 轻量化材料应用共性关键技术研究,攻克和自主掌PA替代铁芯作为方向盘骨架的趋势 握轻量化关键技术,提升汽车行业轻量化材料应用 (3)轿车车内顶棚使用玻纤增强TP0发泡复合 水平。复合材料作为轻质高强、以塑代钢的重要材 成型的也将增加。 料将在汽车轻量化技术推进过程中成为主流材料 (4)对于引进轿车车型的保险杠骨架、座椅骨 3.2我国汽车复合材料的应用展望 、前端支架、内顶棚骨架、地板等高强SM、GMT 汽车工业的发展日新月异,复合材料的研究也 LFT部件将越来越多地实现本地化生产,并将逐步向 是一日千里,各种新型的车型、新式的材料不断地其他车型相关部件或其它部件拓展应用。 涌现。作为新材料前沿科技的复合材料,必将在其 3.2.3功能部件应用 中扮演非常重要的角色。可以预测在不久的将来 (1)随着节能减排要求的提高,具有隔音降噪 更高性能的复合材料将更大范围地应用在汽车领域功能的SMC或玻纤增强PA66、PA6或PS等复合材料将 在发动机内部件(如气门罩盖、油底壳、进气歧管 3.2.1车身外覆盖件应用 隔音罩盖等)中得到更大的应用,据测算其应用需 (1)引进轿车车型的保险杠、天窗、后背厢盖 求增长速度将大于20%,并将陆续实现本地化生产。 后举升门、备胎厢等复合材料部件,以SMC工艺为主, (2)暖风机、空调是汽车重要的功能部件,其 将越来越多地实现本地化生产,并将在国内自主开总成大部分是由塑料注塑或吸塑而成,选择玻纤增 发车型中推广应用 强热塑性塑料成型是一个发展趋势,其壳体采用玻 SⅣ车的大包围部件及其他车身部件将更多纤增强PP注塑而成,转动板、臂、拨叉、齿轮等连 地选用玻璃钢/复合材料,以手糊工艺为主并将逐步 接件则是采用玻纤增强PA66注塑而成。 向RTM、SMC工艺过渡。 3.2.4新能源汽车应用 (3)玻璃钢/复合材料在国外引进或自主开发的 (1)随着NPG/LPG等汽车新能源的开发,将极大 中重型载货车驾驶室车身部件和客车车身部件方面地推进复合材料气瓶的开发与应用,将在目前60%市 的应用将持续保持良好的增长势头,依然以SMC工艺场占有量的基础上进一步继续提髙 为主,并辅助RTM、喷射等工艺。 2)国内电动汽车的开发正如火如荼地开展 (4)以BMC注射为主导的车灯反射罩部件应用比其车身部件乃至整车身都选择了玻璃钢/复合材料 例将继续增加。 (3)目前以氢气为能源的新能源汽车开发也已 (5)以SMC和玻纤增强热塑性塑料为主导的轿车 提上议事日程,复合材料也将成为未来氢气气瓶的 尾翼(扰流板)、以RTM、SMC和复合增强PU材料为 首选材料 主的载货车导流装置(包括导流罩、导流板、侧护3.3我国汽车复合材料的发展举措 板)将巩固绝大多数的地位。 面对我国汽车工业良好的发展势头,汽车复合 (6)为满足娱乐休闲需要的改装车市场对FRP材料企业需要抓住机遇,迎接挑战,努力创造自己 大包围、尾翼、天窗等部件的需求量也将有增无减。 的生存和发展空间。最重要的是,必须依靠复合材 3.2.2内饰件与结构件应用 料的产品、技术、工艺与应用发展创新来提升核心 (1)目前国内汽车仪表板一般采用PP、PC、 竞争力。 ABS/PC等一次性注射成型,但从国外发展趋势 3.3.1加强多方合作,形成产品设计和材料开发联 采用玻纤增强PP、AS或PPE成型仪表板和使用LFT等合体 《玻璃纤维》2010年第3期41 o1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望 综 述 《玻璃纤维》2010年 第3期 41 新战略联盟成立，旨在通过减轻汽车自重来实现节 能减排目标。该联盟的长期发展目标是：开展汽车 轻量化材料应用共性关键技术研究，攻克和自主掌 握轻量化关键技术，提升汽车行业轻量化材料应用 水平。复合材料作为轻质高强、以塑代钢的重要材 料将在汽车轻量化技术推进过程中成为主流材料。 3.2 我国汽车复合材料的应用展望 汽车工业的发展日新月异，复合材料的研究也 是一日千里，各种新型的车型、新式的材料不断地 涌现。作为新材料前沿科技的复合材料，必将在其 中扮演非常重要的角色。可以预测在不久的将来， 更高性能的复合材料将更大范围地应用在汽车领域 中。 3.2.1 车身外覆盖件应用 (1) 引进轿车车型的保险杠、天窗、后背厢盖、 后举升门、备胎厢等复合材料部件，以SMC工艺为主， 将越来越多地实现本地化生产，并将在国内自主开 发车型中推广应用。 (2) SUV车的大包围部件及其他车身部件将更多 地选用玻璃钢/复合材料，以手糊工艺为主并将逐步 向RTM、SMC工艺过渡。 (3) 玻璃钢/复合材料在国外引进或自主开发的 中重型载货车驾驶室车身部件和客车车身部件方面 的应用将持续保持良好的增长势头，依然以SMC工艺 为主，并辅助RTM、喷射等工艺。 (4) 以BMC注射为主导的车灯反射罩部件应用比 例将继续增加。 (5) 以SMC和玻纤增强热塑性塑料为主导的轿车 尾翼（扰流板）、以RTM、SMC和复合增强PU材料为 主的载货车导流装置（包括导流罩、导流板、侧护 板）将巩固绝大多数的地位。 (6) 为满足娱乐休闲需要的改装车市场对FRP 大包围、尾翼、天窗等部件的需求量也将有增无减。 3.2.2 内饰件与结构件应用 (1) 目前国内汽车仪表板一般采用PP、PC、ABS、 ABS/PC等一次性注射成型，但从国外发展趋势看， 采用玻纤增强PP、AS或PPE成型仪表板和使用LFT等 复合材料作为仪表板骨架都是不错的选择。 (2) 考虑到轻量化，现在也有用玻璃纤维增强 PA替代铁芯作为方向盘骨架的趋势。 (3) 轿车车内顶棚使用玻纤增强TPO发泡复合 成型的也将增加。 (4) 对于引进轿车车型的保险杠骨架、座椅骨 架、前端支架、内顶棚骨架、地板等高强SMC、GMT、 LFT部件将越来越多地实现本地化生产，并将逐步向 其他车型相关部件或其它部件拓展应用。 3.2.3 功能部件应用 (1) 随着节能减排要求的提高，具有隔音降噪 功能的SMC或玻纤增强PA66、PA6或PPS等复合材料将 在发动机内部件（如气门罩盖、油底壳、进气歧管、 隔音罩盖等）中得到更大的应用，据测算其应用需 求增长速度将大于20%，并将陆续实现本地化生产。 (2) 暖风机、空调是汽车重要的功能部件，其 总成大部分是由塑料注塑或吸塑而成，选择玻纤增 强热塑性塑料成型是一个发展趋势，其壳体采用玻 纤增强PP注塑而成，转动板、臂、拨叉、齿轮等连 接件则是采用玻纤增强PA66注塑而成。 3.2.4 新能源汽车应用 (1) 随着NPG/LPG等汽车新能源的开发，将极大 地推进复合材料气瓶的开发与应用，将在目前60%市 场占有量的基础上进一步继续提高。 (2) 国内电动汽车的开发正如火如荼地开展， 其车身部件乃至整车身都选择了玻璃钢/复合材料。 (3) 目前以氢气为能源的新能源汽车开发也已 提上议事日程，复合材料也将成为未来氢气气瓶的 首选材料。 3.3 我国汽车复合材料的发展举措 面对我国汽车工业良好的发展势头，汽车复合 材料企业需要抓住机遇，迎接挑战，努力创造自己 的生存和发展空间。最重要的是，必须依靠复合材 料的产品、技术、工艺与应用发展创新来提升核心 竞争力。 3.3.1 加强多方合作，形成产品设计和材料开发联 合体
iber glass 郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望 为适应汽车零部件通用化、模块化、环保化和发,积极配合汽车制造商的需求,供应配套用零部 轻量化等技术发展的趋势,需要汽车复合材料企业件。紧紧依靠企业的不断创新,走专业化发展道路, 与汽车设计/制造商的合作更加紧密与同步,结合复提高汽车复合材料零部件档次和工艺技术水平,推 合材料的特点和优势,优化产品结构设计和材料工 广应用新材料、新技术、新工艺、新方法,充分发 艺选择。坚持走共同设计和同步工程的道路,丰富挥自己的资源优势和技术优势,扬长避短,注意创 并完善汽车复合材料产品设计、仿真模拟和有限元 新,完善汽车复合材料零部件设计、开发、制造、 分析等软件与技术,帮助获得合理的产品解决方案。 服务等全过程的管理机制,把汽车复合材料零部件 通过自身能力的提升,形成具有设计、开发、制造做好、做精、做专,形成有特色的、有竞争力的汽 和服务等全方位功能的规模大、能力强的零部件供 车复合材料领域 应商 在相关行业协会的指导下,积极配合汽车企业 21世纪的高性能复合材料技术是赋予复合材料涉及汽车复合材料零部件的标准化建设,以及第三 自修复性、自分解性、自诊断性、自制功能等为一方质量监督认可制度的完善与实施。依据 体的智能化材料。通过与汽车设计/制造商、原材料S0/Ts16949汽车行业质量管理体系、IS014001环境 生产企业的多向合作,形成新材料开发研究联合体, 管理体系、 OHSAS18001员工职业健康管理体系等国 协调新材料及新产品的开发工作,构筑材料、成型际标准要求,进一步推进企业内部管理标准、工作 加工、设计、检査一体化的材料系统,形成联盟或标准、技术标准等企业标准的完善,运用大质量概 集团化的组织系统,这将更充分地利用各方面的技念强化以过程控制与能力分析为主导的质量管理机 术资源和物质资源,紧密联系各方面的优势,实现 制,消除绿色环保、健康安全等非贸易性技术壁垒 风险转移与化解。 更好地参与国内国际竞争 3.3.2加强技术创新,在业内形成良性的竞争态势 通过汽车复合材料企业的不断技术创新与管理 汽车复合材料企业要继续注重国内外先进技术创新,提高产品质量的稳定性和可靠性,提升汽车 的消化和吸收,加快产业现代化进程。汽车复合材复合材料零部件产品的外观、精度和功能,更好地 料企业作为技术开发的主体,坚持以“料(材料)、 适应汽车企业对零部件与整车的设计、加工、装配 机(设备)、模(模具)、技(工艺)”四位一体 及终端使用者的相关需求,拓展汽车复合材料的应 的开发模式,在企业内部开发出构成核心竞争力的用广度与深度 技术,走自我发展的道路。在不断满足汽车制造商 汽车复合材料企业要加强循环经济的实践,通 持续提高的需求前提下,提升产品品质,提高生产过内部管理与技术改进,减少废弃物的排放,增加 效率,降低综合成本,实现节能降耗,实现玻璃钢/绿色材料应用:在国家相关环保政策的引导下,在 复合材料企业与汽车制造商之间的双赢,实现玻璃 中国汽车工业协会和中国复合材料工业协会等行业 钢/复合材料企业之间的多赢,做大做强,逐步走上协会的指导下,积极配合与推进复合材料综合处理 良性发展的竞争态势 与再生技术与应用研究,重点发展物理回收(粉碎 3.3.3推动标准化、环保化,开创中国汽车复合材法),大力拓展再生利用材料在建筑中的应用、在 料的新天地 石膏中的应用、在拉挤型材中的应用、在SMC/BMC模 作为汽车零部件供应商,从自身的专业优势出 压制品中的应用和典型工程塑料制品中的应用。园 《玻璃纤维》2010年第3期42 o1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp:/www.cnki.net
《玻璃纤维》2010年 第3期 42 为适应汽车零部件通用化、模块化、环保化和 轻量化等技术发展的趋势，需要汽车复合材料企业 与汽车设计/制造商的合作更加紧密与同步，结合复 合材料的特点和优势，优化产品结构设计和材料工 艺选择。坚持走共同设计和同步工程的道路，丰富 并完善汽车复合材料产品设计、仿真模拟和有限元 分析等软件与技术，帮助获得合理的产品解决方案。 通过自身能力的提升，形成具有设计、开发、制造 和服务等全方位功能的规模大、能力强的零部件供 应商。 21世纪的高性能复合材料技术是赋予复合材料 自修复性、自分解性、自诊断性、自制功能等为一 体的智能化材料。通过与汽车设计/制造商、原材料 生产企业的多向合作，形成新材料开发研究联合体， 协调新材料及新产品的开发工作，构筑材料、成型 加工、设计、检查一体化的材料系统，形成联盟或 集团化的组织系统，这将更充分地利用各方面的技 术资源和物质资源，紧密联系各方面的优势，实现 风险转移与化解。 3.3.2 加强技术创新，在业内形成良性的竞争态势 汽车复合材料企业要继续注重国内外先进技术 的消化和吸收，加快产业现代化进程。汽车复合材 料企业作为技术开发的主体，坚持以“料（材料）、 机（设备）、模（模具）、技（工艺）”四位一体 的开发模式，在企业内部开发出构成核心竞争力的 技术，走自我发展的道路。在不断满足汽车制造商 持续提高的需求前提下，提升产品品质，提高生产 效率，降低综合成本，实现节能降耗，实现玻璃钢/ 复合材料企业与汽车制造商之间的双赢，实现玻璃 钢/复合材料企业之间的多赢，做大做强，逐步走上 良性发展的竞争态势。 3.3.3 推动标准化、环保化，开创中国汽车复合材 料的新天地 作为汽车零部件供应商，从自身的专业优势出 发，积极配合汽车制造商的需求，供应配套用零部 件。紧紧依靠企业的不断创新，走专业化发展道路， 提高汽车复合材料零部件档次和工艺技术水平，推 广应用新材料、新技术、新工艺、新方法，充分发 挥自己的资源优势和技术优势，扬长避短，注意创 新，完善汽车复合材料零部件设计、开发、制造、 服务等全过程的管理机制，把汽车复合材料零部件 做好、做精、做专，形成有特色的、有竞争力的汽 车复合材料领域。 在相关行业协会的指导下，积极配合汽车企业 涉及汽车复合材料零部件的标准化建设，以及第三 方质量监督认可制度的完善与实施。依据 ISO/TS16949汽车行业质量管理体系、ISO14001环境 管理体系、OHSAS18001员工职业健康管理体系等国 际标准要求，进一步推进企业内部管理标准、工作 标准、技术标准等企业标准的完善，运用大质量概 念强化以过程控制与能力分析为主导的质量管理机 制，消除绿色环保、健康安全等非贸易性技术壁垒， 更好地参与国内国际竞争。 通过汽车复合材料企业的不断技术创新与管理 创新，提高产品质量的稳定性和可靠性，提升汽车 复合材料零部件产品的外观、精度和功能，更好地 适应汽车企业对零部件与整车的设计、加工、装配 及终端使用者的相关需求，拓展汽车复合材料的应 用广度与深度。 汽车复合材料企业要加强循环经济的实践，通 过内部管理与技术改进，减少废弃物的排放，增加 绿色材料应用；在国家相关环保政策的引导下，在 中国汽车工业协会和中国复合材料工业协会等行业 协会的指导下，积极配合与推进复合材料综合处理 与再生技术与应用研究，重点发展物理回收（粉碎 法），大力拓展再生利用材料在建筑中的应用、在 石膏中的应用、在拉挤型材中的应用、在SMC/BMC模 压制品中的应用和典型工程塑料制品中的应用。 综 述 郑学森:国内汽车复合材料应用现状与未来展望