SMC（片状模塑料）：广泛应用于多行业的复合材料

片状模塑料（SMC）是一种用干法工艺制造不饱和聚酯玻璃纤维制品的模塑料，20世纪60年代初首先出现于欧洲，美国、日本于1965年前后相继发展了此种工艺。世界市场行业中的SMC在20世纪60年代末开始形成，此后一直以每年20%～25%的速度迅速增长，广泛应用于交通运输车辆、建筑、电子/电气等行业。

SMC（片状模塑料）

SMC复合材料是Sheet Molding Compound的缩写，即片状模塑料。主要原料有GF（特种纱）、UP（不饱和树脂）、低收缩添加剂、MD（填料）及各种助剂。20世纪60年代初首先出现于欧洲，美国、日本于1965年前后发展了此种工艺。80年代末，我国引进了国外先进的SMC生产线和生产工艺。

汽车行业应用现状

自1953年世界上第一辆玻璃钢轿车通用汽车公司科尔维特轿车制造成功以来，玻璃钢/复合材料成为汽车工业的一支生力军。传统的手糊成型工艺只适合小批量生产，不能满足汽车工业日益增长的需求。20世纪70年代以来，SMC材料的成功开发以及机械化成型技术、模内涂装技术的应用，使玻璃钢/复合材料在汽车上的应用以年增长率25%的速度增长，形成了汽车玻璃钢制品的第一个快速发展时期；到20世纪90年代初，随着环保、轻量化、节能的呼声日益高涨，以GMT(玻璃纤维毡增强热塑性复合材料)、LFT(长纤维增强热塑性复合材料)为代表的热塑性复合材料迅速发展，主要用于制造汽车结构件，年增长率达10-15%，掀起了第二个快速发展时期。复合材料作为新型材料的前沿，正在逐步取代汽车零部件中的金属制品等传统材料，并取得更加经济、安全的效果。

玻璃钢/复合材料汽车部件主要分为车身部件、结构部件和功能部件三类。

1、汽车车身部件，包括汽车车身外壳、汽车顶棚硬顶、天窗、汽车车门、散热器格栅、前照灯反射镜、前后保险杠等及汽车内饰件。这是玻璃纤维/复合材料在汽车上的应用，主要方向是满足汽车车身流线型设计和高品质外观的需求，目前开发应用潜力仍巨大，主要以玻璃纤维增​​强热固性塑料为主，典型的成型工艺有：SMC/BMC、RTM和手糊/注射等。

2.结构件：包括前支架、保险杠骨架、座椅骨架、地板等，目的是提高设计自由度、通用性和零件的整体性。主要采用高强度的SMC、GMT、LFT等材料。

3.功能件：其主要特性为耐高温、耐油腐蚀，主要是发动机及发动机周边零件。如：发动机气门罩、进气歧管、油底壳、空滤罩、齿轮室盖、导风罩、进气护板、风扇叶片、风扇导风环、暖风罩、水箱部件、出水口壳体、水泵涡轮、发动机隔音板等。主要工艺材料有：SMC/BMC、RTM、GMT及玻纤增强尼龙等。

4、其他相关零部件：如CNG气瓶、大巴及房车卫生设施零件、摩托车零件、高速公路防眩板及防撞柱、高速公路隔离墩、商检车顶柜等。

欧美等发达国家汽车工业应用现状

1、玻璃钢/复合材料在汽车上的应用最为广泛，美国在玻璃钢/复合材料方面拥有最先进的工业技术。

美国是世界上最大的玻璃纤维/复合材料生产国和消费国，美国在汽车上大量采用玻璃纤维/复合材料，对减轻汽车重量取得了显著的效果，据美国复合材料制造商协会统计，2005年，美国复合材料总产量为326万吨，其中热固性复合材料186万吨，热塑性复合材料140万吨。预计美国汽车用复合材料年消耗量超过70万吨；32%的热固性复合材料用于汽车及相关领域，相当一部分零件采用SMC成型技术。在美国，65%的美国轿车前脸和散热器格栅采用SMC；95%以上的汽车前照灯反射镜已采用BMC作为主要材料。复合材料在汽车上的应用几乎覆盖了美国所有的汽车制造商，如通用汽车、福特汽车、戴姆勒-克莱斯勒（DC）以及其他的重型汽车制造商如Mack、Aero-star等。

最新应用实例如下：

1）GM EV1全玻璃钢车身电动车，包括SMC车顶、SMC发动机罩、SMC行李箱盖、SMC车门、RRIM前挡泥板、RRIM前后板、RRIM后角板及后轮衬里、SRIM全空气动力学前面板、玻璃纤维增​​强PUR仪表板、RTM底盘。

2）福特Calaxy前支架（GMT）、Focus/C-MAX前窗饰条（SMC）、Thunderbird前面板、发动机盖、前挡泥板、行李箱盖、后座盖（SMC）、凯迪拉克XLR门板、行李箱盖、挡泥板、前端板（SMC）、林肯Continental发动机罩、挡泥板、行李箱盖（SMC）等。

3）克莱斯勒Crossfire后扰流板、风挡盖/A柱（SMC）；迈巴赫后备箱盖（SMC）；阿尔法罗密欧Spider和Smart Roadster发动机盖、后备箱盖（SMC）等。

在欧洲的应用

在欧洲，英国、德国、法国、意大利、瑞典等国家较早采用FRP/复合材料汽车部件。目前，FRP/复合材料已在奔驰、宝马、大众、标致雪铁龙、沃尔沃、菲亚特等汽车制造商中得到应用。汽车复合材料年消耗量约占复合材料年产量的25%；其中约35%为SMC、80%以上的GMT和LFT用于汽车部件的制造。

最新应用实例如下：

1）奔驰轿车：CL轿跑车后舱门（SMC）、运动型轿跑车尾门（SMC，如图1所示）；SLR天窗、隔音罩、通风侧板、后扰流板（SMC）；S系列后保险杠支架（GMT/LFT）；E系列前照灯反射器（BMC）等。

梅赛德斯-奔驰 Coupe SMC 后挡板

2）宝马3系旅行车及X5后扰流板（SMC）、宝马Z4硬顶（SMC）、宝马系列后保险杠支架（GMT/LFT）、宝马5系大灯反光镜（BMC）等。

3）大众途锐/Polo GT1/Lupo GT1/FS1后扰流板（SMC）、大众高尔夫R32发动机罩（SMC）、奥迪A2分体式储物箱（SMC）、奥迪A4折叠式后备箱盖（SMC）、大众高尔夫A4前照灯反射镜（BMC）、高尔夫全复合材料车身电动车。

全玻璃钢车身电动车

4）标致607备胎箱（LFT）、标致405保险杠支架（LFT）、标致807后尾门、叶子板（SMC）；以及雪铁龙系列Berlngo车顶模板（SMC）、Xantian前支架（LFT）、AX后地板总成（GMT）、C80后尾门（SMC）等。

5）沃尔沃XC70、XC90、V70后尾门（SMC/BMC）和雷诺Espace后升降门、侧门、侧护板和车顶（SMC）以及Mosaic前结构框架组件（L​​FT）、前照灯反射镜（BMC）。

6）在奔驰Actros/Actros Megaspace、MAN TG-A和F2000、沃尔沃FH/FM系列、雷诺Magnum/Premium/Midlum、Premium H130，以及斯堪尼亚和依维柯Stralis等新型重卡车型上，均大量使用了以SMC为主的复合材料。

复合材料在重型卡车中的典型应用示例——MAN TG-A

沃尔沃FH/FM系列D12发动机油底壳

亚洲应用

日本如今仍是公认的经济强国，其汽车制造业与欧美并列领先，但采用玻璃纤维/复合材料的步伐和进度却落后很多。主要原因是日本冶金工业发达，钢材质优价廉。日本在20世纪80年代中期正式开始积极研究开发玻璃钢汽车部件并转入规模化生产，其中大部分采用SMC技术，且呈逐年上升趋势。韩国汽车业基本沿袭了日本汽车材料发展的轨迹。

在我国汽车工业中的应用现状

至20世纪80年代中后期，随着国家汽车发展政策的重大转变和国外先进汽车技术和资金的引进，汽车复合材料的应用随着我国汽车工业的蓬勃发展而取得突破性进展，逐步改变了原来传统法糊工艺单一的操作模式，通过技术引进消化，融合了SMC、RTM、注射等工艺技术，形成了一定规模的生产技术和能力，制件质量得到较大提高，汽车主机厂对汽车复合材料的认可度也大大提高。复合材料在我国汽车上的大规模应用始于进口车型，目前也应用到一些自主开发的车型上，特别是近年来，取得了长足的进步。

在汽车上的应用

目前，我国轿车生产仍以进口车型为主，主要分为美系、欧系、日系、韩系车型，也有一些完全自主品牌，如奇瑞、长城、猎豹等。进口车型的复合材料零部件与原装基本相同，虽然设计已部分实现国产化生产，但相当一部分部件仍需以KD件形式进口；复合材料部件在国产品牌轿车上应用还很少。

应用示例：

1）北京奔驰300C油箱分保温板（乙烯基酯SMC）；

2）北汽第二代军车——勇士系列的硬顶、发动机罩、挡泥板（手砌FRP）、前后保险杠、蓄电池支架（SMC）等（图5）；

3）郑州日产瑞麒（SUV）车顶内饰件总成、中隔窗（SMC）；

4)东风雪铁龙标致307前端支架（LFT）；

5）上汽荣威下扰流板（SMC）；

6）上海通用别克凯悦、君悦天窗板（SMC）、后靠背框架总成（GMT）；

7）上海大众帕萨特B5底板防护板（GMT）；南京汽车名爵（MG）车顶（SMC）；

8）奇瑞在新车型开发中设计并使用SMC制造车门。

第二代军车 勇士系列

乘用车应用

FRP/复合材料在我国大型、豪华客车上应用十分广泛，几乎包括厦门/苏州金龙、西沃、安凯、郑州宇通、丹东黄海、福田欧曼等所有客车厂家的所有车型，应用零部件包括前后保险杠、前后挡泥板、车轮护板、裙边（侧板）、后视镜、仪表板、门板等。由于该类型客车零部件多、体积大、数量少，一般采用手糊/注射或RTM工艺。

在中小型客车中，玻璃纤维/复合材料也得到广泛应用。例如，南京依维柯S系列的SMC前保险杠、手糊/RTM硬顶、BMC大灯反射罩、都灵V系列的SMC豪华型盖板、电动门总成、三角窗总成、后行李厢门总成和FRP后围总成等。近年来，FRP/复合材料在微型客车领域的应用日益增多，SMC、RTM工艺有逐渐取代传统手糊工艺的趋势。

卡车中的应用

随着卡车技术的引进、消化、吸收和自主创新，近几年国产卡车技术得到了很大的改进、优化和提高。同时，国民经济快速发展带动的市场又带来了卡车技术的发展。随着汽车产量的不断增加，玻璃钢/复合材料在卡车上取得了突破性的应用，特别是在中、重型卡车上，以SMC、RTM为主导的复合材料在驾驶室顶棚、前翻盖、前围、保险杠、翼子板、侧围、踏板、车轮罩及其装饰板、车门下围、前围装饰罩、导风罩、导流板、导流板、侧裙、手套箱及发动机内部零件等应用尤为活跃。

近年来，投入量产的新型重卡车型有：解放J5、J6、东风天龙、中国重汽“华沃”“豪罗”、北汽福田“阿曼ETX”、陕汽“德宇”“德龙F3000”、重庆红岩“霸王”“斯太尔”、东风柳汽“新霸龙”（507）、洛阳福萨特“福特”、镇江华菱重卡、安徽精工重卡、江淮格尔发、金华青年“MAN”、南京凌野等，其车身部件大量使用玻璃钢/复合材料，以SMC为主，RTM、注射、手糊等工艺为辅，技术成为近年来玻璃钢/复合材料在汽车行业应用拓展的一大亮点。与国内重卡火爆的市场需求和发展势头相比，中轻卡、皮卡市场萎缩。 /复合材料的应用呈下降趋势。

汽车复合材料在欧曼ETX重卡上的应用示例

我国汽车复合材料应用前景

我国汽车工业的发展，很大程度上得益于资金、技术的引进，以及国内汽车生产企业自主设计开发能力的提升。我国实行改革开放以来，由于引进合资企业，我国汽车制造能力从上世纪四五十年代的解放生产能力提高到能制造奥迪A6、帕萨特B5、别克等现代高级轿车的水平，还实现了宝马、奔驰等当代顶级轿车的同步开发生产。统计显示，2006年我国汽车产销量突破700万辆，成为继美国市场之后的世界第二大市场，成为继美国、日本之后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态势，未来我国汽车工业仍将保持平稳增长。

1990年至2006年我国汽车产销量

未来的汽车在很多方面与今天的汽车不会有太大的区别，但设计理念会有很大的不同。当今社会，人们的注意力逐渐转移到人与自然的关系、环境与能源问题上，已成为世界各国生存发展的关键。随着人们环保意识的不断提高和各国环保法规的出台，绿色汽车已成为未来汽车发展的必然趋势，复合材料是未来汽车材料发展的主流，将在此发挥十分重要的作用。构建集材料、成型、加工、设计、检测为一体的材料体系，形成联盟、团体组织体系，将更充分地利用各类资源（技术资源、材料资源），紧密联系各方面的优势，推动复合材料产业的进一步发展。

汽车工业的发展日新月异，复合材料的研究也突飞猛进，各种新车型、新材料不断涌现，可以预见在不久的将来，更高性能的复合材料将在汽车领域得到更广泛的应用。