自動車産業におけるFRP/複合材料の応用状況と開発方向

軽量素材として重要な自動車鉄鋼をプラスチックに置き換える、FRP/複合材料これらは自動車の省エネルギー、環境保護、安全性に密接に関係しています。自動車のボディシェルやその他の関連部品の製造にガラス繊維強化プラスチック／複合材料を使用することは、自動車を軽量化する最も効果的な方法の一つです。

世界初のFRP製自動車であるGMコルベットが1953年に製造されて以来、FRP/複合材料は自動車産業において新たな勢力となった。従来の手作業による積層成形プロセスは小排気量生産にしか適しておらず、自動車産業の継続的な発展のニーズを満たすことはできない。

1970年代以降、SMC材料機械成形技術とインモールドコーティング技術の応用により、自動車用途におけるFRP/複合材料の年間成長率は25%に達し、自動車用FRP製品の開発において急速な発展期を迎えた。

1920年代から1990年代初頭にかけて、環境保護、軽量化、省エネルギーに対する需要の高まりに伴い、熱可塑性複合材料が普及し、GMT（ガラス繊維マット強化熱可塑性複合材料）およびLFT（長繊維強化熱可塑性複合材料）複合材料は急速に発展し、主に自動車の構造部品の製造に使用され、年間成長率は10～15％で、第2の急速な発展期を迎えています。新素材の最先端として、複合材料は自動車部品において金属製品やその他の従来材料を徐々に置き換えつつあり、より経済的で安全な効果を実現しています。

FRP/複合材製の自動車部品は、主に以下の3つのカテゴリーに分類されます。身体の各部位、構造的な部位、機能的な部位。

1. 体の部位：車体シェル、ハードルーフ、サンルーフ、ドア、ラジエーターグリル、ヘッドライトリフレクター、フロントバンパー、リアバンパーなど、および内装部品を含みます。これは、主に流線型のデザインと高品質な外観のニーズを満たすために、自動車における FRP/複合材料の応用の主な方向性です。現在、開発と応用の可能性は依然として非常に大きいです。主にガラス繊維強化熱硬化性プラスチックです。代表的な成形プロセスには、SMC/BMC、RTM、ハンドレイアップ/スプレーなどがあります。

2. 構造部品：フロントエンドブラケット、バンパーフレーム、シートフレーム、フロアなどを含む。目的は、部品の設計自由度、汎用性、および完全性を向上させることである。主に高強度SMC、GMT、LFTなどの材料を使用する。

3.機能部品：その主な特徴は、高温耐性と耐油腐食性が求められることであり、主にエンジンとその周辺部品に使用されます。例えば、エンジンバルブカバー、インテークマニホールド、オイルパン、エアフィルターカバー、ギアチャンバーカバー、エアバッフル、インテークパイプガードプレート、ファンブレード、ファンエアガイドリング、ヒーターカバー、水タンク部品、アウトレットシェル、ウォーターポンプタービン、エンジン遮音板などです。主な加工材料は、SMC/BMC、RTM、GMT、ガラス繊維強化ナイロンです。

4. その他の関連部品：CNGボンベ、乗用車およびRVの衛生部品、オートバイ部品、高速道路の防眩パネルおよび衝突防止柱、高速道路の隔離橋脚、商品検査車のルーフキャビネットなど。