材料是工业产品的基础，社会一直在提倡节能减排，在其他条件相同的情况下，减轻运动器重量就是节约能源；车重与油耗的关系成正比。据说汽车重每下降10%，油耗也会相应下降若干个百分点，少耗油也就减少了废气的排放；轨道车辆，1t自重每走行1km，耗电约0.13MJ，若以每日走行400km计算，则一年所消耗的电能为20930MJ，折合61369kW。耗能量与重量有关，减轻车辆自重可节约能源，车辆由多个机构、部件所组成，复合材料相对密度在1.5~2.0之间，只有碳钢的1/4~1/5，轻质高强与可设计性的特点，车辆采用复合材料比例正在逐年提高，从而减轻部件重量，即减轻车辆自重，交通车辆中降低油耗也就减少了废气的排放。
一、 复合材料成型方法
早年复合材料是由玻璃纤维增强合成树脂称为玻璃钢，后纤维种类增多改称复合材料，它具有可设计性，而且轻质高强，这些年来，车辆采用复合材料比例正在逐年提高。
复合材料成型方法有二十余种，其中，手糊最为普遍，模压产品综合性能优，真空袋压成型；而量比较大的SMC材料，它是由低粘高强的不饱和树脂、MgO、CaO等增稠剂、引发交联剂、低收缩添加剂、填料、着色剂、短切玻纤纱等等组成的SMC片状模压料。
二、复合材料在船上应用
水面湿热，金属易腐蚀，海面上甚至更严重，复合材料的防腐性、轻质高强具有一定优势；我国在1958开始制造辑私玻璃钢艇及小型玻璃钢船，近些年市场对高速客船，游艇产业有表现出兴趣，有了一定的发展，本人曾经参加过娱乐艇、游轮船的部份工作，
1、 举一个部件----游艇浆，在方型木杆外包裹炭纤维预浸料布。
船桨杆铺层
固化
修补
组装成型
2、娱乐船，铺层是个基本工序，按设计图要求进行，做到不缺层数、不搞错方向、不漏加强部位，压实刮平、避免架桥。
根据不同部位的强度要求，进行布层、铺层，比如：
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区位 |
材料 |
铺层方向 |
层数 |
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头、尾 |
碳布 |
0° |
1层 |
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中仓 |
碳布 |
±45° |
各1层 |
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头、尾 |
碳布 |
90° |
1层 |
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防水板两边 |
碳带 |
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各1根 |
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底中间 |
碳带 |
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2根 |
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翻边 |
碳带 |
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1层 |
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翻边 |
芳纶带 |
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1层 |
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翻边 |
碳布 |
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1层 |
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全底 |
胶膜 |
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1层 |
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中仓 |
蜂窝 |
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1层 |
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头、尾 |
蜂窝 |
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1层 |
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中仓 |
碳布 |
90° |
1层 |
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中仓 |
碳布 |
0° |
1层 |
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头、尾 |
芳纶布 |
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1层 |
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防水板两边 |
碳带 |
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各1根 |
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底中间 |
碳带 |
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1根 |
特别是头、尾塞头，要加强，如采用芳纶+碳纤+芳纶
三、汽车用复合材料
随着汽车保有量的不断增加，汽车消耗能源量总量也很大；运动中的物体重量与能耗量成正相关，减少重量一定会降低能量消耗（但并非线性）；轻质高强复合材料显示出降低自重的一定作用。
1、汽车（小汽、中巴、大客、货车各类）采用复合材料制造部件，如内仪表板、防滑地板、导风罩、隔音板、坐椅面板、车门把手、大灯反光镜、发机罩壳、保险杠、大客车前后围结构中的外蒙皮、挡泥板，悬架零件前后保险杠、车身及车身部件车身壳体、硬壳车顶、地板、车门、行李舱盖板、遮阳罩、SMC翼子板、发动机罩、大灯反光镜、发动机盖下部件如空调器外壳、导风罩、进气管盖、风扇导片圈、加热器盖板、水箱部件、制动系统部件、以及电瓶托架，发动机隔音板等。有阻燃、耐高温等特别要求的，则选用具有相应性能的增强材料、合成树脂与助剂。
2、有的企业尝试开展碳纤维增强复材汽车上的应用，如：引擎盖（12K）、后备厢盖（3、12K）、方向盘（3K）、后视镜（3、6K）装饰条（3K）、拍档头（3K）、车门装饰条（3K）、车门庭若（6K、12K）、扰流板（3、6K）、汽车轮圈（12K）、座椅（3、6K）、车门扶手（3K）、传动轴（12K）、冷却系配置（12K）等等，因为热固性树脂的难以降价，转向了热塑性材料，如乙烯基酯树脂有着良好的耐热、动态疲劳等特性，高强度片状模塑料（HSMC）在汽车上有良好的前景；碳纤比玻纤轻，减重明显，在克莱斯勒的VIPER汽车上采用了碳纤复材，节约了汽油，国内也有企业在尝试。
3、当学生参加考试，记住最牢的是所做错题目，工作也同样，尽管二十年过去了，汽车灯玻璃钢反射罩记忆犹新；当时受一家汽车灯具制造商的邀请，前去共同商讨，厂家为了提高汽车灯照射亮度，往往采用大功率灯泡，特别是远光灯，功率一大常常引起发热量高，灯反射罩（抛物曲面）采用热塑性材料的耐温性显得不够，得采用玻璃钢BMC模压料来做灯罩（抛物曲面），提高汽车灯反射罩的耐温性，这时完全可以理解的，问题关键是该厂在现有条件下，想着力来提高产能，将起流平作用的烘干型油漆材料比拟改为光固化UV漆；众所周知， UV漆的固化速度相当快，（静电除尘+喷UN漆+光照固化仅仅几分钟时间，而采用喷普通漆+固化至少在40分钟），汽车灯反射罩（抛物曲面）的基本流程：
烘料----模压 ----去飞边----清洗----喷底漆----流平---固化---真空镀膜（铝膜）---喷面漆；粗略想想，其中仅限于底漆改为UV漆，热固化采用光固化，是桩不难的事情，事非经过不知难，别看出这小小的事，费了好大的周折，介于丹阳、长沙、台州、上海等地几次来回试验，最终还是搁浅，问题的关键在于，BMC玻璃钢表面是硬的、UV漆特点（1）双键多、化学反应快，是呈现脆性（刚性）的漆种，两者在曲面上难于实施流平与完全附着良好漆膜，（2）光固化机理，UV是不能加颜料填料的，微细缺陷无法用色料盖；试验中或多或少存在着缺陷点，而且一经真空镀膜，则原有存在的缺陷进一步被放大，在涂装时要关注所采用的工艺路线外，也要留心材料间的性能搭配。
同样的车辆，采用复合材料的比例越高，节能越明显。
四、真空袋压成型工艺
航空行飞机上有部分复合材料零部件，采用热压罐与真空袋压成型工艺，它借助弹性袋接受真空流体压力，使增强塑料均匀受压而成为制件的一种方法，也是减少复合材料制品内空隙率手段。其中抽真空及保持真空度是比较关键的一个步骤，本人从事过一商务机多个复合材料零部件的真空袋压成型工艺，并参与搞过一种快速抽真空接头装置的试验工作。举一商务机的发动机罩壳例子。
1、采用环氧玻璃纤维预浸料铺层、真空袋压固化成型工艺过程，简述如下：调节铺层车间施工环境（T/H）---模具准备（清洁、涂脱模剂、预烘）----裁剪预浸料---铺层---封装真空袋（衬入导气毡等）---预压实---热固化---冷却出炉---脱模、检查、机械加工---检测----表面涂装---质检------成品。
⑴复合材料产品质量控制环环紧扣，检查修整模具（通常是金属）上的毛刺以避免戳破真空袋漏气；领料解冻，防止预浸料结露现象发生；按图纸要求铺X层、0°/±45°/90°，接缝错开25mm，压实、在棱、角、边无架桥现象，
2、为了防止在抽真空热固化时真空袋子漏气，首先得要保证在没入固化炉前真空袋子不能漏气；通过 抽真空校验：
（1）要求在铺完预浸料、覆盖好环氧表面膜后，借助于聚四氟乙烯等刮板刮平，沿模具棱、角压实环氧表面膜；
（2）接着围绕模具近底边缘线打3M盘胶，要保持盘胶原胶宽度，切忌为节约而拉细，因为拉细之后，宽度不足、粘接强度下降；
（3）在复盖无孔隔离膜后必须封真空袋，压实棱、角，特别是不要忘记要用刮板刮模具外沿底边线，避免架桥，同时要注意到模具边角处是否有毛刺、锐角，若有及时垫付上透气毡，以防止抽真空时真空袋被毛刺、锐角破损；
（4）加透气毡、装真空嘴、内外橡皮垫后开始抽真空，查气密性，抽真空达到-0.08Mpa后, 要求持续时间，大于15分钟，在抽真空过程中时常检查真空袋气密性；
（5）在拆卸真空嘴后能继续保持真空。
3、复合材料的层间粘接强度就决定了最终的整体强度，层间粘接是关重要；在这种情况下，一定要细心压实，避免空心鼓包；将已完成铺层的模具集中放在加热固化板上（注意，固化属于放热反应，同一批次的零部件固化时，厚度尽量一致）；将热电偶置于铺层中间区域及最厚的位置；先在铺层室抽真空，抽真空达到-0.08Mpa, 要求持续时间，大于15分钟，检查真空袋气密性，并当天进固化炉固化成型；整个固化期间（真空袋内始终要保持抽真空），按树脂的固化曲线要求进行。
4、固化曲线
固化温度-时间曲线
特别要注意升温初期巡查，看真空度保持的状况如何？至少10分钟观察一次，此时当出现问题可及时紧急处理（一旦树脂凝胶就无法了）。待炉温降至50°C以下之后才能脱模（对于大面积的制品采用辅助气脱；再机加工，测量尺寸并进行称重；
5、附过程照：
铺层
边抽真空边升温固化
经脱模、修改、涂装如下：
右边已喷底漆+左边没喷底漆
五、轨道车辆中的应用
除了轨道车辆上的零配件如：窗框、卫生间组件、座椅、茶几台面、SMC车厢壁板与SMC顶板、乘客座位，还有用制成的手糊法地铁中异形车头玻璃钢罩壳。轨道车辆行业还有许多产品同样可采用复合材料来制造，如：复合轨枕、疏散平台、绝缘底座、电缆支架、盲道板、信号灯壳、绝缘子等。举例地铁车辆异形车头玻璃钢罩壳。
由于地铁车辆运行于地下潮湿环境，普通金属是容易被锈蚀，往往用铝合金、不锈钢材料，对于异形件则用复合材料，它轻质高强并兼具防腐功能，地铁车辆车头个性化，异形车头罩壳则采用玻璃钢手糊成型，通常是用不饱和聚酯树脂作为基体，玻璃纤维作为增强材料，方便装配有预埋件。
五、合理设计
复合材料可贵之处在于可设计性（性能与形状），从长期的实践中，深知夹层结构的减重效果是最为明显的。复合材料夹层结构是指由蒙皮（高强度面板）与轻质芯材（低密度夹芯）组成的一种结构材料。
1、夹层结构具有质量轻、比刚度大、比弯曲刚度、吸音和隔热等优点，按需设计或选用，在窗板、车门、内顶板、间壁、整体卫生间、行李架、弧形板等均可应用。
如：
蜂窝夹层结构在飞行器中用于次承力件,如机翼、尾翼、雷达罩等部位。
2、上下面板受拉压力及平面弯矩，夹芯承受剪切力，示意图：
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外力 |
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↓ |
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各层受力 |
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上层面板 |
→ |
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← |
压缩 |
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夹芯层 |
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剪切 |
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下层面板 |
← |
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→ |
拉伸 |
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外力 |
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↑ |
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它的力学性能与所采用的面板强度、夹芯种类（蜂窝、泡沫、桁架等夹芯）有关，也可简化看成为工字梁，通过采用高模量材料、增大截面积尺寸两方面提高其刚度；夹芯复合材料可通过材料力学、复合材料力学及有限元分析等（强度、刚度和重量）理论来指导轻量化的设计。
六、复合材料部件涂装
与金属不同，生产复合材料部件过程，在模具上成型，主要一环节是树脂的固化，表面存在瑕疵，例如：针眼、气孔、裂纹、气泡等，对它的涂装要掌握其秉性。
预烘干，有的复合材料/玻璃钢零件面上的喷漆，首先必须对脱模制品件进行预烘干、预烘可释放暴露出表面或本体所存在的缺陷，便于后继涂装中的弥补，这是大有益处的，当时曾经碰到一个酚醛树脂预浸料制飞机部件（此零件用于受到热区域）涂装，。
发现用酚醛树脂预浸料所制成部件涂装缺陷多，进一步分析由于酚醛树脂会进一步释放出小分子，为此增加了部件预烘后再喷漆来克服涂装缺陷。
对于复合材料产品上所用漆种是有要求的，本人曾经遇到过一次，在客车后围（玻璃钢）上发现一定面积的漆剥落，后经过反复查验，此漆并不适用于玻璃钢材料上涂装，通过实验验证是最有效的。
打磨，玻璃钢表面硬度比较高、又光滑，时有脱模剂的存在，在喷漆前必须认真打磨，来提高漆膜附着力。
减少色差，车辆旅客座位，有的采用SMC片状模塑料材料压制成型，在树脂糊内已掺入了颜料色浆，整体色一致性，但在运输装配过程中，难免会局部磕碰而伤，有碍外观，若时想通过补点色漆，但往往会存在色差，需要与产品厂商配合，定制来尽可能地减少色差。
七、其他
1、难题，由于热固性树脂的固有特点，三维网络结构，难以自然降价，生产时废料也不容易再加工回收利用，较难二次回收利用，尽管目前已有了些回收的方法和设备，但回收成本仍旧比较高，对分散的小厂而言，恐怕采用比例的不是很高，几次参加展览/专业会，注意到这方面内容，办玻璃钢工业园区，集约化生产，集中处理废料成本会低些，就要好得多，在一部分装饰件中或提倡在满足基本需求之下，尽可能采用增强热塑性复合材料是有道理的，可减少废弃物，顺应绿色环保要求。
2、关注其他纤维，碳纤、纺纶纤维增强的复合材料，碳纤维布的弹性模量 为玻璃纤维布的4~6倍，160Gpa；（e-glass：72000、s-glass：80000）凯夫拉纤维：132000碳纤维：400000-500000单位是mN/m2
3、嫁接其他新工艺组合，如装饰上采用水转印技术，极大地丰富了玻璃钢产品的表面装饰性，而且成本相当低。
4、老化现象是高分子的共同缺陷，在阳光、雨水、化学介质、机械应力等作用下容易导致性能下降，尽管复合材料防腐，但不可忽视它有纤维增强材料，经加工之后纤维外露处须及时用树脂封闭（或漆），室外用耐候好的树脂（包括油漆）防风化，特别要关注受力杆件。
5、也是关注其他纤维，尤其是在制作较大零部件时，针对容易产生的应力集中处，设计时局部采取加强筋、用高模量玻纤维、碳纤、纺纶材料来弥补；玄武岩纤维在减轻重量方面不及别的纤维，但它含有CaO-Na2O-Al2O3-SiO2,耐高温，适用于汽车消音器、船隔热、保温部位。
6、由于复合材料是各向异性材料，层间剪切强度低，当使用中需要承受有高层间剪切受力时，在设计时须认真校核，或在制造过程中能否加入三维编织物增强加以增强？这一点十分重要。
小结
复合材料是种集轻质高强、耐腐蚀及可设计性于一身的材料，所以在立体式运输工具上已很常见。社会进步不断、人们活动区域扩大，便捷交通不必可少，将来世界上有没有海陆空全能交通工具?气垫船、全能飞行船，可以推测轻质高强材料用途越来越广，这里也一定少不了高分子复合材料的贡献。
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