热塑性SMC模压成型工艺.docx

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1、热塑性SMCB压成型smcM用不饱和聚酯树脂、增稠剂、引发剂、交联剂、低收缩添 加剂、填料、内脱模剂和着色剂等混合成树脂糊浸渍短切纤维粗纱或 玻璃纤维毡，并在两面用聚乙烯或聚丙烯薄膜包覆起来形成的片状模 压料。SMC乍为一种发展迅猛的新型模压料，具有许多特点：重现 性好，不受操作者和外界条件的影响；操作处理方便；操作环境清洁、卫生，改善了劳动条件；流动性好，可成型异形制品；模 压工艺对温度和压力要求不高， 可变范围大，可大幅度降低设备和模 具费用；纤维长度4050mm质量均匀性好，适宜于压制截面变化 不大的大型薄壁制品；所得制品表面光洁度高，米用低收缩添加剂 后，表面质量更为理想；生产效率高，

2、成型周期短，易于实现全白 动机械化操作，生产成本相对较低。SMC模压成型工艺：将SMC材料计量后放入金属模具中，在合 适的温度，压力，时间条件下固化成模具型状的 SMC制品，一般SMC 制品生产加工过程有以下几个步骤：装模具时间-模具加热时间-压机开启时间-制品取出时间 -模具清理时间-加料时间-模具闭合时间-固化周 期-制品后加工时间从以上SMC制品生产加工过程分析对其生产效率的因素主要有以 下几个因素：模具因素，压机因素，材料因素，人员因素SMC模具因素：SMC模具设计中加热系统设计，其涉及到在 SMC制品生产过成中模具升温速度和模具热量平衡速度，模具前期升温速度快，可以使SMC模具在较短

3、的时间内达到模压成型温度， 良好的模具热量平衡速度可以使 SMC材料在固化反应前期快速得到 反应所需要的热量，加快SMC材料在模具中的固化反应速度，缩短 了制品保压时间，提高SMC制品生产效率。还有在模具设计中也要 充分考虑材料在模具中的放料和 SMC制品顶出及取出的难易程度。 其直接影响操作工人在SMC制品的加工过程中操作方便程度，对生 产效率有非常大的影响，有时通过合理的模具设计，还可以减少操作 人员。模具废边的设计对制品后加工修边有很大的影响， 废边薄后修 边快，相反SMC制品废边厚度厚的话，造成修边困难，影响废边速 度，因此模具设计是影响SMC制品加工的生产效率的因素之一。但 它也很容

4、易被忽视。压机因素：开，合模的速度同SMC压制设备有很大的关系，SMC 压制设备有具有保压（持续加压）压力稳定， 升压、泄压速度快有助 于减少压机开启和闭合时间提高 SMC制品加工的生产效率。现在特 别是PLC控制的压机应用提高了 SMC制品的生产效率。SMC材料因素:SMC材料的固化速率的快慢对 SMC制品的保压 时间有很大的影响。人员因素：员工的操作技能，生产管理水平也是影响SMC制品加 工的生产效率因素。虽然SMC模压成型工艺对员工的操作技能要求 不如手糊工艺要求那么高，但实际生产中熟练员工的生产效率要明显 高于普通员工，生产管理水平对生产效率的影响也不可忽略， 生产过 程中同种SMC制

5、品尽可能连续生产，减少换模具对 SMC制品加工生产效率的影响。GMT气车前端模块框架制造技术随着汽车向轻量化方向发展以及“以人为本”的制造理念的提出， GMT气车 前端模块框架以其所具有的诸多优点而得到了广泛应用。作为模块化汽车端的核 心部件，GMT气车前端模块框架的制造技术对产品的最终质量起着非常关键的作GM促以连续玻璃纤维毡，或连续玻璃纤维针刺毡为增强芯材与改性聚丙烯 复合而成的一种复合材料片材，其英文名为Glass MatReinforcedThermoplastics。由丁 GM枳有材料密度低、成型周期短、冲击韧性好以及可再 生利用和贮存期长等显著的优点，因此作为绿色环保轻质材料，从

6、20世纪80 年代起就已被欧美国家广泛推广应用，其中80%被用丁对轻量化要求最为迫切的轿车领域。目前GM何取代的钢制轿车零部件主要有： 前端模块框架、仪表板 骨架、抗撞保险杠、座椅骨架、蓄电池托架、备胎仓、行李架、车身底部挡泥板、 引擎隔声罩等。近年来，在我国生产的汽车中也有很多GMT汽车零部件开始得到应用。车底档泥盘轮胎挡诡板踏脚档品T轿车配件组合俸瀚图为使GMT汽车零部件的制造技术更广泛地为我国的汽车制造业和汽车复合 材料行业所认识和了解，在此以 GMT汽车零部件中较为经典的汽车前端框架为 例，详细介绍GMT汽车零部件的成型制造技术。世界汽车前端模块技术的进步汽车前端模块技术包括：前端的设

7、计、制造以及交付给OEMg配厂前的包装 方式等。传统意义上的汽车前端通常由 100多个散部件组成，这些散部件经零 部件供应商生产出来后被交付到 OEM的装配厂中，然后在装配厂的总装线上按 工序逐一装配而成。随着全球汽车制造技术向模块化、 集成化方向发展，对汽车实现模块化的一 个主要趋势是集中在汽车的前端上。目前，全球各大汽车公司对汽车前端都进行 了不同程度的模块化，其中包括目前在中国建有合资企业的美国通用汽车公司、 福特汽车公司、德国大众汽车公司等。这些公司使用了一定程度集成化了的格栅 构架，即用前端模块框架将照明系统、发动机冷却系统、减震装置、空调冷凝器和空气净化器以及引擎盖锁紧装置、 软管

8、和接头等组装在一起形成一个趋向丁满 载的前端模块，如图1所示。这种汽车前端模块化形式在很大程度上改变了汽车 总装生产线上繁杂的组装过程，因此对汽车的设计和制造产生了很大的影响。显 然，今后汽车的设计和制作将只涉及到一个白车身和一个开口的前端模块，而不再需要考虑使用传统的连接杆构架或采用众多的横向构件来连接车辆骨架。毫无疑问，现代汽车前端模块的核心在丁对前端模块框架的设计、集成和制造。由丁这个前端模块框架将放置多个次模块和部件，因此它的制造精度、强度将是影响 汽车质量的关键因素之一。GMT汽车前端模块框架的优点汽车用复合材料力学性能对比材料 _密度拉仲强度拉伸模穹曲强度穹曲模At冲击强度MPaM

9、PaMPaMPakJ/m"SGF-PP1,22524930106482038GMT-PP1.22855000130500072LFT-PP1.22886900142618066SMCL8808000!20700050材料牌号PP-GF30性能数值测试标准拉伸强度80 MPa.ISO 527拉伸模量4500 MPa.ISO 527断裂伸长率2.8%ISO 527弯曲强度110 MPaISO 178弯曲模量4000 MPaISO 178冲击强度_-240 kJ ?mISO 179比重1.12ISO 1183热变形温度158 CISO 75热老化(150° C, 500h)通过I

10、SO 188材料牌号PP-GF40性能数值测试标准拉伸强度90 MPa.ISO 527拉伸模量5000 MPa.ISO 527断裂伸长率2.5%ISO 527弯曲强度120 MPaISO 178弯曲模量4500 MPaISO 178冲击强度50 kJ ?m2ISO 179比重1.20ISO 1183热变形温度158 CISO 75热老化(150° C, 500h)通过ISO 188考虑到前端模块框架位丁轿车前端并作为引擎的安全挡块而需要承受具大的冲击力和承重载荷，因此通常汽车制造厂会考虑采用钢铁来制作。至今国内外 很多汽车的前端框架均采用的是钢制液压成型和冲压-焊接成型技术制造而成

11、的。但随着汽车向轻量化方向发展以及“以人为本”的制造理念的提出，对轿车前端框架材料的选用也在不断创新，由铝合金、镁合金、金届 /尼龙、SMC GMT 等各种轻质材料和各种成型工艺制成的前端框架纷纷出现在各大汽车公司的各 种车型上，展示着各自的优势和特点。其中 GMT材料以其超一流的轻质高强、 良好的成型性能以及可循环使用的绿色环保特点而倍受汽车制造商的宵睐，已成为一些新型轿车前端框架制作的主要材料，图 2所示为GM画料制造的前端模 块框架。GMT 汽车刖端模块框架具有如下优点.能较为方便地综合前端的各项功能.具有很高的模块刚度和抗疲劳性能 引擎盖锁具耐冲击且锁紧安全度高； 耐腐蚀， 具有良好的

12、 制 造 成 材 料GMT 汽 车前不生锈加工成本 较可 回端模型性低收块框无需油漆保养；和低的成型周期；, 且 重 量 轻循 环 利 用架的制造工般情况下制GMT片材通常为材料供应商根据制品的应用特点专门定制的， 品生产商只要根据材料供应商提供的 GMT材料技术参数进行选购即可。由丁 GMT 汽车前端模块框架的形状较为复杂， 而且乂是受力的结构件，因此通常我们会选 择流动性较好和玻纤含量较高的、专用丁前端框架的GMT片材。GMT汽车前端模块框架的制造工艺过程为：下料t称量t坯料预热t铺料t模压t垂直冲切t 水平冲切T整理T检测T成品入库。 每一道工序虽然看似简单，但都很重要，都 有可能因不认

13、真操作而最终影响制品的质量， 甚至造成废品。因此，必须认真对 待。最关键的步骤是：要根据产品的形状和受力的方向来设计出最佳的坯料尺寸，并进行精确切割；要将坯料送入烘箱预热，经烘箱加热后的坯料的理想表面温度应为205C230 C ；严格按设定的位置和步骤将加热后的 GMT 坯料铺设在模具上；快速闭模、快速加压，使树脂在熔融、流动状态下模塑成型。当GMT端模块框架被压制成型后，还需要对其进行后处理。目前有多种 后处理工艺可供选择，如机械切削加工或高压水切割加工， 当然，也有一些是通 过冲压工艺来完成的。通常，我们建议采用冲压工艺。虽然采用冲压工艺会增加 2套冲压模，但生产效率和产品的制造精度都能得

14、到明显提高， 而且能够保证框 架的内外结构具有足够的强度。GMT气车前端模块框架成型模具除了原材料、设备和工艺参数的选择之外，GMT气车前端模块框架成型模具 及后处理冲切模具是GMT气车前端模块框架制作过程中最核心的技术。 模具结构 设计是否合理、制造是否精细会直接影响到产品的外观及内在质量的均匀性，同时还影响产品的成型效率。因此，设计周到和制作精良的模具不仅能使 GMTt料 在加热、加压过程中确保纤维增强材料向四周均匀流动并充满模腔，还能保证制品各点温度均匀，尺寸精确，不致丁产生GMT®品加工中经常遇到的“注量不足” 和留下流痕痕迹以及部件从模具移出后发生收缩率和挠曲变形大大超标而

15、成为 废品的尴尬境遇。从事GMT制品生产的工程技术人员通常非常重视模具的设计和加工质量， 普遍认为：一副高质量、高精度的成型摸具是 GMT汽车前端模块框架成功的一 半。图3所示为意大利RANGE/司为一汽大众BOR晰车所设计制造的GM面 端模块框架成型模具和冲压模具，目前一汽大众BOR隔车的前端模块框架已首 先在国内实现了国产化。GMT汽车前端模块设计和制造技术在欧美已经非常成熟，并为欧美汽车制造 商所热崇推广。在我国，上海大众、一汽大众、神龙汽车等公司新推出的新型轿 车上也已广泛使用了 GMT气车前端，只是绝大部分车型的前端模块框架还是采用 进口 GMT®件，使这一新技术的应用成本过高。专家们预测，采用包括GMT在内的长玻璃纤维/聚丙烯材料生产的高集成型前端模块框架部件将在以后或更 长的一段时间内，在降低汽车制造成本和提高汽车性能方面显示出更为突出的优 势。因此，国内的汽车复合材料行业应把 GMT气车前端模块框架的国产化作为提 升自身技术水平的一个主要发展方向之一， 与我国汽车界的专家一起，共同努力 设计、制造出具有中国知识产权的汽车前端模块。