玻璃钢在客车上的应用初探

    广州骏威客车有限公司是2000年7月由前广州汽车制造厂、广州客车厂、广东省客车总厂及香港上市公司――香港骏威投资有限公司组建的中外合资客车企业,年产能力3000辆,港方控股51%。生产珠江牌客车覆盖8~12mm的高中低档系列。作为提长客车市场竞争力的重要手段,公司非常重视新技术、新材料、新工艺在客车上的应用。玻璃钢作为一种部分取代钢板的新材料,是近十几年才发展起来的。
1  应用玻璃钢初衷
    早在1990年,我们就从技术文献中了解到玻璃钢应用的广阔前景。它是一种新型合成无机化学材料。其质脆如玻璃,但又坚硬如钢,集合玻璃与钢的物理特性于一身。玻璃钢的化学性质非常稳定,能在100摄氏度环境下正常工作,能长期抵御自然界风雨、沙泥、酸碱的腐蚀,抗老化、抗氧化能力是塑料的10倍以上。如用于汽车,在正常使用条件下,其寿命完全可以达到甚至超过整车法定使用期限。
    为了探索新材料应用之路,当年我们选择了工艺简单、成型容易的双排座金融小车的前后围作为切入口,结果一炮打响。促使我们加快推广应用玻璃钢步伐的因素有以下几个。
1.1  质量因素
    (1)玻璃钢可以作出复杂形状的几何曲面,从理论上讲,汽车任何覆盖件都可以一次整体成型。这是钢板成型能力所不可比拟的。钢板成型一般要设计制造费用大、周期长的钢模,在成型过程中要动用各种压力机及剪板机;有的复杂曲面还不能一次成型,要多次多模压制;非常复杂的空间曲面,还要设计制作焊接夹具,要由几块焊接而成。
    (2)玻璃钢部件永不生锈,表面粗糙度可与钢板媲美,完全可以满足客车涂装要求。
    (3)玻璃钢密度小于钢板,用它取代钢板可减轻客车自重。
    (4)玻璃钢具有一定的强度和寿命,在承受力不是很严重的地方(比如蒙能上能下和饰件)完全可以代替钢使用。
    (5)玻璃钢的可修复性好。碰撞时,它的损坏形式常常是表面内凹或表面穿孔。对于面积不大的轻伤,可直接在受损表面涂一层特制胶水,再加上玻璃钢丝,填满受损面,待胶水凝结后,再打磨修平即可。对于大面积的重伤,失去修复价值,可整体更换。无需像钢板那样,修复要从两面操作(有的部件甚至因封闭结构所限,要从车上拆卸下来才能进行)。这样大大降低修复工作量,提高修复速度和质量。
1.2  价格因素
    玻璃钢原材料来源丰富。随着对玻璃钢研究的深入,生产工艺不断完善提高,玻璃钢制品价格不断下跌,为扩大它的生产应用扫除了高成本的障碍,使企业乐于接受。目前,玻璃钢制品的价格已降至1000元/m2以下(包括成型)。
1.3  供货因素
    近年来,随着玻璃钢制品的广泛应用,珠江三角洲地区相继崛起一批玻璃钢制品生产厂家,我们要有更多机会从中挑选信誉良好的合作单位,保证供货质量和时间,以满足使用要求。
1.4  工艺因素
    (1)玻璃钢部件在客车上的安装非常容易,铆接(抽芯铆钉)、螺栓连接均可。由于是机械方法连接,玻璃钢部件在客车上非常牢固。不增加生产工时和生产难度。因机械连接也有众多缺点,所以现在一些要求较高的部位一般都采用粘接连接方式。
    (2)玻璃钢部件具有优良的机械加工性能――钻、磨、裁、割、剪、刨均可,比钢板容易得多。由于在磨割过程中会产生大量粉尘,所以在对玻璃钢部件进行修整时要注意自我保护,保持现场通风。
    (3)可在玻璃钢内层预埋螺栓、螺母、支架等,以方便玻璃钢部件与其它工件的连接。
2  应用玻璃钢的作法和体会
    充分了解和掌握玻璃钢的特性是成功应用的关键。我们在调查研究的基础上,走访用户,参观生产流程,掌握玻璃钢在其它行业应用的情况。在此基础上,货比三家,与选中的厂家签订长期供货合约。
    由于玻璃钢制品的塑性差,一但成型后尺寸难以改变,所以对厂家提出了特别要求,就是要保证供货制品的形状尺寸、表面质量完全符合图纸设计要求。但即使这样,作为使用者,制品进厂后我们也不能掉以轻心。一是搬运过程中,制品二次受损变形的可能性始终存在,尤其是开有大窗口的前后围件,其周边较薄;二是厂家对制品表面的脱模剂等杂质清理不彻底,加上生产过程中可能对制品表面二次污染,涂装前若不全面洗净,必然影响外观质量。
    为次,我们一方面要求厂家对开有500*500mm以上窗口的玻璃钢部件在窗口位置加对角线加强筋,以确保窗口尺寸不变形(总装时再割去);另一方面制定严格的玻璃钢部件装配工艺规程、涂装工艺规程,使每件玻璃钢部件从进厂到装车始终处于受控状态,件件成功应用。
2.1  设计制作必需的工装及检具
    (1)焊胎类:前后围玻璃钢总成组合胎具1套。
    (2)样架类:a、前后围玻璃钢组件检验样架各2套;b、前后围风窗止口贴合度间隙检验样架各4套,c、前后围风窗框玻璃验收样架各2套。
    (3)样板类:a、前后围风窗框下护板弧线检验样板各2套;b、前后转风窗框垂直弧度检验样板各2套;c、前饰罩、后保险杆检验样板各2套。
2.2  按工艺流程设置质量控制点
    (1)组装玻璃钢工序流程质控点(车身车间)。
    (2)整车喷漆、烘干工序质控点(油漆车间)。
    (3)装配前后挡风玻璃工序质控点(总装车间)。
    (4)玻璃钢部件进厂验收质控点(质管部)。
2.3  主要工作步骤
    (1)以GZ6100K3B为突破口,制定玻璃钢部件进厂验收标准,设计制造必需的检具、胎具投入使用,并对每个工序进行质量跟踪及工艺验证,看效果如何。在总结的基础上,推广应用到10m系列客车的其它品种上。
    (2)在完善巩固10m车质控措施基础上,再对GZ6120及GZ6921系列客车玻璃钢部件的工艺规程、检验标准和检具、胎具、检样、检板进行制定,设计制作,并迅速投入生产。
    (3)全部完成7种客车的前后围、前饰罩、后保险杆的装配工艺规程、检验标准及必须配套的检验用具(胎、样、板)的制定与制作。
    (4)建立健全质控体系,设置质控点,责任到人,检查到人。
3  结束语
    经过10年的努力,公司应用玻璃钢水平已达到一个较高层次。目前,玻璃钢部件已涵盖所有车系及其品种,包括前后围、前饰罩、灯饰罩、前后保险杠、轮边饰条、轮盖、空调机冷风管及其它装饰件。粗略估算,平均每辆用量面积点客车总表面积的20%以上。公司使用玻璃钢部件返工率已从初期的100%降至目前的20%以下,逐步实现全车装配不用打磨及修补(或微量修整),达到得心应手的预期目标。另外,公司用玻璃钢部件后使客车自重减轻1%以上,经济效益明显。后,玻璃钢部件表面质量达到甚至超过原来钢板部件的技术指标,客车外观涂装质量明显提高,很受客户欢迎;而且价格不但没有提高,反而有所下降,还带活一批厂家,社会效益明显。