SMC新配方

    美国俄亥俄州代顿市的复合材料中心(NCC)开设了一个新的SMC卓越中心,该中心高级技术顾问Dwight Rust概括了这一机构的工作目标。
    复合材料中(NCC)正在为一项“老的”技术配制“新的”配方,以帮助制造商扩大市场应用,降低运行成本。NCC宣布他们已经在其代顿先进材料技术大学(DCAMT)内成立了一个新SMC卓越中心。
    除了研究纳米粒子、生物树脂和高强度纤维等材料,NCC还会为这些创新化合物开发有效的量产化工艺。这些新的化学材料和工艺进展将以SMC传统生产系统为基础,制造商不必进行资产结构调整。
    基础设备包括一条36英寸的SMC生产线、一个固化分板系统和一个表面反射率分析仪。该SMC中心有望于2008年年初成立并完全投入运营。NCC为其SMC中心提供了一台总价值为180万美元的资产设备。
新的化合物
    传统工艺通常是指部件终形状的成型。“用于生产SMC片材的终端产品或成型设备看起来比较相似。”NCC高级技术顾问Harry Couch说到,“我们的目标是改变这些原料或化学材料以及这些材料化合的方式。我们计划试验不同的配料,例如纳米粒子、高模量玻纤、生物纤维和生物树脂,使其粘度、比重、老化和纤维载荷能力满足终产品的物理性能要求,扩大其应用。我们将根据这些配方制成样品,并利用标准
方法进行测试,以确定其是否达到关键的性能标准,例如模量、拉伸强度和表面质量。”
 市场
    交通运输仍然是SMC材料大的市场,其他应用领域包括农业设备、建筑和电子工业。在美国,交通运输(汽车和重型卡车)行业SMC的用量大约为18万吨(4亿磅)。尽管需求持续增加,但SMC市场却变得萧条了,因为面临着新配方开发和其他工艺的挑战。通常,获利的时间限制和开发项目所需的资金以及无法获得其它知识来源等原因限制了大多数公司采用新的工艺。
    SMC中心全套的先进设备可以让技术专家广泛研究和创造出新的化合物和工艺技术,充分利用目前所出现的一些原料。SMC中心还期望为工业伙伴降低开发成本,这些公司希望分担新技术的开发和认证成本。
    一系列新材料和工艺过程将使SMC行业有机会扩大其市场应用,提高工艺效率,生产大量更低成本的产品。对于制造部件和生产片材的模具商来说,更轻的重量意味着运营成本的降低。
纳米粒子
    纳米薄片或纳米粘土只是替代大量传统填料和玻纤以优化SMC材料的一个潜在领域。迄今为止,用于生产这些材料的标准设备已经开始在学术研究机构使用,但还不具备生产真正部件的能力。[-page-] 
    纳米薄片填料由不规则地堆叠在一起的几十到几千层薄片组成。如果可以将这些堆积的薄片组成。如果可以将这些堆积的薄片分离成单独的薄片,那么材料的强度、阻燃性和表面质量将大大提高。
    Couch说:“纳米粒子增强聚合物的潜力仍然需要证实。我们的专家将使用微观分析方法寻找使纳米粒子在树脂中脱落和分散的方法。纳米粒子的引入带来了性能的改进,但是这必须在生产规模的工艺中得到证明。除了像纳米粒子这样的新材料,我们计划全力开发现有技术,以便确认生产工艺或材料能否可以让一般公司及其客户接受。”
    现在还有大量的低比重材料用于有限的应用领域,SMC专家将研究进一步降低比重的方法,同时降低生产成本,扩大材料的应用范围,提供扩大市场份额的另一条途径。
工艺挑战
    SMC中心还希望为SMC制造商面临的工艺挑战提供一些解决方案。一般来讲,SMC片材(一种高粘性的复合材料浆料)必须可以用化学方式变稠,以便成型为所需部件。如果稠化过程中没有控制好温度和时间,那么部件质量就会不一致。SMC中心将检查这些工艺参数,并开发能够生产出可靠的部件质量可重复的技术。
    随着石油基材价格的攀升,生物材料有望成为一种经济的替代材料。另外,作为绿色生产的一部分,天然纤维的使用受到了普遍关注(见左下图)。SMC应用中,纤维由于其吸水性带来了一些问题。水分的吸收必须在整个工艺中得到控制,避免出现加工问题,防止终产品的老化。SMC中心将研究控制天然纤维吸水的方法。
    
    除了开发新材料和新工艺,该行业对终端设计方法的需求也将成为一个研究课题。Couch说:“许多制造商并没有真正了解如何为SMC应用进行设计。加强制造商的设计能力将使客户更愿意选择SMC。”
    随着基础设施的建立,一些好的想法可以转变成实际的应用,常规技术的复兴将为市场扩大和产品质量的提高提供可能性。