Materialele nemetalice utilizate în automobile includ materiale plastice, cauciuc, materiale de etanșare adezive, materiale de frecare, țesături, sticlă și alte materiale. Aceste materiale implică diverse sectoare industriale, cum ar fi petrochimie, industria ușoară, textile și materiale de construcție. Prin urmare, aplicarea materialelor nemetalice în automobile este o reflectare a coputerea economică și tehnologică combinată și include, de asemenea, o gamă largă de capacități de dezvoltare a tehnologiei și aplicații în industriile conexe.
În prezent, frâu din fibră de sticlăMaterialele compozite forțate aplicate în automobile includ materiale termoplastice armate cu fibră de sticlă (QFRTP), termoplastice armate cu fibră de sticlă (GMT), compuși de turnare în foi (SMC), materiale de turnare prin transfer de rășină (RTM) și produse FRP așezate manual.
Principala armătură din fibră de sticlăMaterialele plastice ced utilizate în automobile sunt în prezent polipropilenă armată cu fibră de sticlă (PP), poliamidă 66 (PA66) sau PA6 armată cu fibră de sticlă și, într-o măsură mai mică, materiale PBT și PPO.
Produsele din PP ranforsat (polipropilenă) posedă rigiditate și duritate ridicate, iar proprietățile lor mecanice pot fi îmbunătățite de mai multe ori, chiar de mai multe ori. PP armat este utilizat în zonele scum ar fi mobilierul de birou, de exemplu în scaunele pentru copii cu spătar înalt și scaunele de birou; este, de asemenea, utilizat în ventilatoare axiale și centrifuge din echipamentele frigorifice precum frigiderele și aparatele de aer condiționat.
Materialele PA ranforsate (poliamidă) sunt deja utilizate atât în vehiculele de pasageri, cât și în vehiculele comerciale, de obicei pentru fabricarea de piese funcționale mici. Exemplele includ capace de protecție pentru corpurile de blocare, pene de asigurare, piulițe încorporate, pedale de accelerație, dispozitive de protecție pentru schimbarea vitezelor și mânere de deschidere. Dacă materialul ales de producătorul piesei este de instabilcalitate, procesul de fabricație este inadecvat sau materialul nu este uscat corespunzător, poate duce la ruperea pieselor slabe din produs.
Cu automatulCererea din ce în ce mai mare a industriei otive pentru materiale ușoare și ecologice, industriile auto străine înclină mai mult spre utilizarea materialelor GMT (termoplastice cu mat de sticlă) pentru a satisface nevoile componentelor structurale. Acest lucru se datorează în principal tenacității excelente a GMT, ciclului scurt de turnare, eficienței ridicate de producție, costurilor scăzute de procesare și naturii nepoluante, făcându-l unul dintre materialele secolului 21. GMT este utilizat în principal în producția de suporturi multifuncționale, suporturi de bord, cadre pentru scaune, apărători de motor și suporturi pentru baterii în vehiculele de pasageri. De exemplu, Audi A6 și A4 produse în prezent de FAW-Volkswagen folosesc materiale GMT, dar nu au realizat producție localizată.
Pentru a îmbunătăți calitatea generală a automobilelor pentru a ajunge din urmă cu nivelurile internaționale avansate și pentru a atingePentru reducerea greutății, reducerea vibrațiilor și reducerea zgomotului, unitățile autohtone au efectuat cercetări privind procesele de producție și de turnare a produselor din materiale GMT. Au capacitatea de producție în masă de materiale GMT, iar o linie de producție cu o producție anuală de 3000 de tone de material GMT a fost construită în Jiangyin, Jiangsu. Producătorii autohtoni folosesc, de asemenea, materiale GMT în proiectarea unor modele și au început producția de probă în serie.
Compusul de turnare în foi (SMC) este un plastic termorigid important armat cu fibră de sticlă. Datorită performanței sale excelente, capacității de producție pe scară largă și capacității de a obține suprafețe de calitate A, a fost utilizat pe scară largă în automobile. În prezent, aplicarea demateriale SMC străine în industria auto a făcut noi progrese. Utilizarea majoră a SMC în automobile este în panourile caroseriei, reprezentând 70% din utilizarea SMC. Cea mai rapidă creștere este în componentele structurale și piesele de transmisie. În următorii cinci ani, utilizarea SMC în automobile este de așteptat să crească cu 22% până la 71%, în timp ce în alte industrii, creșterea va fi de 13% până la 35%.
Statutul aplicațieis și tendințe de dezvoltare
1. Compusul de turnare al foilor (SMC) cu conținut ridicat de fibră de sticlă este folosit din ce în ce mai mult în componentele structurale ale autovehiculelor. A fost demonstrat pentru prima dată în părți structurale pe două modele Ford (Explorer și Ranger) în 1995. Datorită multifuncționalității sale, este considerat pe scară largă avantaje în proiectarea structurală, ceea ce duce la aplicarea sa pe scară largă în tablourile de bord auto, sistemele de direcție, sistemele de radiatoare și sistemele de dispozitive electronice.
Suporturile superioare și inferioare modelate de compania americană Budd utilizează un material compozit care conține 40% fibră de sticlă în poliester nesaturat. Această structură frontală din două piese îndeplinește cerințele utilizatorului, cu capătul frontal al cabinei inferioare extinzându-se înainte. br. de susManta este fixată pe copertina frontală și pe structura caroseriei din față, în timp ce suportul inferior funcționează împreună cu sistemul de răcire. Aceste două suporturi sunt interconectate și cooperează cu copertina mașinii și structura caroseriei pentru a stabiliza partea din față.
2. Aplicarea materialelor Sheet Molding Compound (SMC) cu densitate scăzută: SMC cu densitate scăzută are o greutate specificăy de 1,3, iar aplicațiile și testele practice au arătat că este cu 30% mai ușor decât SMC standard, care are o greutate specifică de 1,9. Utilizarea acestui SMC cu densitate scăzută poate reduce greutatea pieselor cu aproximativ 45% în comparație cu piesele similare din oțel. Toate panourile interioare și noile interioare de acoperiș ale modelului Corvette '99 de la General Motors din SUA sunt realizate din SMC de joasă densitate. În plus, SMC de joasă densitate este utilizat și în ușile autoturismelor, capotele motorului și capacele portbagajului.
3. Alte aplicații ale SMC în automobile, dincolo de noile utilizări menționate mai devreme, includ producția de varionoi alte părți. Acestea includ ușile cabinei, acoperișurile gonflabile, scheletele barelor de protecție, ușile de marfă, parasolarele, panourile de caroserie, țevile de drenaj de pe acoperiș, benzile laterale ale mașinii și cutiile pentru camioane, printre care cea mai mare utilizare este în panourile exterioare ale caroseriei. În ceea ce privește statutul de aplicare internă, odată cu introducerea tehnologiei de producție a mașinilor de pasageri în China, SMC a fost adoptat pentru prima dată în vehiculele de pasageri, utilizate în principal în compartimentele pentru cauciucuri de rezervă și scheletele barelor de protecție. În prezent, se aplică și în vehiculele comerciale pentru piese cum ar fi plăcile de acoperire a camerei cu barele, rezervoarele de expansiune, clemele de viteză ale liniei, pereții despărțitori mari/mici, ansamblurile de carcasă de admisie a aerului și multe altele.
Material compozit GFRPArcuri lamelare pentru automobile
Metoda de turnare prin transfer de rășină (RTM) implică presarea rășinii într-o matriță închisă care conține fibre de sticlă, urmată de întărire la temperatura camerei sau cu căldură. Comparativ cu Foaia Molding Compound (SMC), RTM oferă echipamente de producție mai simple, costuri mai mici ale matriței și proprietăți fizice excelente ale produselor, dar este potrivită numai pentru producția la scară medie și mică. În prezent, piesele de automobile produse prin metoda RTM în străinătate au fost extinse la acoperirile întregii caroserie. În schimb, pe plan intern în China, tehnologia de turnare RTM pentru fabricarea pieselor auto este încă în stadiu de dezvoltare și cercetare, străduindu-se să atingă nivelurile de producție ale unor produse străine similare în ceea ce privește proprietățile mecanice ale materiilor prime, timpul de întărire și specificațiile produsului finit. Piesele auto dezvoltate și cercetate pe plan intern folosind metoda RTM includ parbrize, hayonuri spate, difuzoare, acoperișuri, bare de protecție și uși de ridicare din spate pentru mașinile Fukang.
Cu toate acestea, cum să aplicați mai rapid și mai eficient procesul RTM la automobile, requiModificarea materialelor pentru structura produsului, nivelul de performanță al materialului, standardele de evaluare și realizarea suprafețelor de grad A sunt probleme de îngrijorare în industria auto. Acestea sunt, de asemenea, premisele pentru adoptarea pe scară largă a RTM în producția de piese auto.
De ce FRP
Din perspectiva producătorilor de automobile, FRP (Fiber Reinforced Plastics) în comparație cu alteleer materiale, este un material alternativ foarte atractiv. Luând ca exemple SMC/BMC (Sheet Molding Compound/Bulk Molding Compound):
* Economie de greutate
* Integrarea componentelor
* Flexibilitatea designului
* Investiție semnificativ mai mică
* Facilitează integrarea sistemelor de antene
* Stabilitate dimensională (coeficient scăzut de dilatare termică liniară, comparabil cu oțelul)
* Menține o performanță mecanică ridicată în condiții de temperatură ridicată
Compatibil cu E-coating (vopsire electronică)
Șoferii de camion sunt foarte conștienți de faptul că rezistența aerului, cunoscută și sub numele de rezistență la rezistență, a fost întotdeauna un factor semnificativversar pentru camioane. Suprafața frontală mare a camioanelor, șasiul înalt și remorcile cu formă dreptă le fac deosebit de susceptibile la rezistența aerului.
Pentru a contracararezistența aerului, care crește inevitabil sarcina motorului, cu cât viteza este mai mare, cu atât rezistența este mai mare. Sarcina crescuta datorata rezistentei aerului duce la un consum mai mare de combustibil. Pentru a reduce rezistența la vânt experimentată de camioane și, prin urmare, pentru a reduce consumul de combustibil, inginerii și-au dat mintea. Pe lângă adoptarea design-urilor aerodinamice pentru cabină, au fost adăugate multe dispozitive pentru a reduce rezistența aerului pe cadru și pe partea din spate a remorcii. Care sunt aceste dispozitive concepute pentru a reduce rezistența vântului la camioane?
Deflectoare de acoperiș/laterale
Acoperișul și deflectoarele laterale sunt proiectate în principal pentru a împiedica vântul să lovească direct cutia de marfă în formă pătrată, redirecționând cea mai mare parte a aerului pentru a curge lin peste și în jurul părților superioare și laterale ale remorcii, mai degrabă decât să afecteze direct partea din față a remorcii. traseuer, care provoacă o rezistență semnificativă. Deflectoarele înclinate în mod corespunzător și reglate pe înălțime pot reduce foarte mult rezistența cauzată de remorcă.
Praguri laterale auto
Pragurile laterale ale unui vehicul servesc la netezirea părților laterale ale șasiului, integrându-l perfect cu caroseria mașinii. Acestea acoperă elemente precum rezervoarele de gaz montate lateral și rezervoarele de combustibil, reducându-le zona frontală expusă la vânt, facilitând astfel un flux de aer mai fluid, fără a crea turbulențe.
Bumpe cu poziție joasăr
Bara de protecție care se extinde în jos reduce fluxul de aer care intră sub vehicul, ceea ce ajută la scăderea rezistenței produse de frecarea dintre șasiu șiaer. În plus, unele bare de protecție cu orificii de ghidare nu numai că reduc rezistența la vânt, ci și direcționează fluxul de aer către tamburele de frână sau discurile de frână, ajutând la răcirea sistemului de frânare al vehiculului.
Deflectoare laterale pentru cutia de marfă
Deflectoarele de pe părțile laterale ale cutiei de marfă acoperă o parte a roților și reduc distanța dintre compartimentul de marfă și sol. Acest design scade fluxul de aer care intră din părțile laterale de sub vehicul. Deoarece acopera o parte din roți, acestea se îndepărteazăDe asemenea, actorii reduc turbulențele cauzate de interacțiunea dintre anvelope și aer.
Deflector spate
Conceput pentru a perturbat vortexurile de aer din spate, fluidizează fluxul de aer, reducând astfel rezistența aerodinamică.
Deci, ce materiale sunt folosite pentru a face deflectoarele și capacele pe camioane? Din ceea ce am adunat, pe piața extrem de competitivă, fibra de sticlă (cunoscută și sub numele de plastic ranforsat cu sticlă sau GRP) este favorizată pentru greutatea sa ușoară, rezistența ridicată, rezistența la coroziune și religibilitate printre alte proprietăți.
Fibra de sticlă este un material compozit care utilizează fibre de sticlă și produsele lor (cum ar fi pânza din fibră de sticlă, covorașul, firele etc.) ca armătură, cu rășina sintetică servind ca material de matrice.
Deflectoare/Acoperiri din fibră de sticlă
Europa a început să folosească fibra de sticlă în automobile încă din 1955, cu teste pe caroserii model STM-II. În 1970, Japonia a folosit fibră de sticlă pentru a produce capace decorative pentru roțile mașinilor, iar în 1971 Suzuki a făcut capace de motor și aripi din fibră de sticlă. În anii 1950, Regatul Unit a început să folosească fibra de sticlă, înlocuind cabinele anterioare din compozit oțel-lemn, ca cele din Ford S21 și mașini cu trei roți, care au adus un stil complet nou și mai puțin rigid vehiculelor din acea epocă.
Pe plan intern, în China, unii mproducătorii au făcut o muncă extinsă în dezvoltarea caroserii vehiculelor din fibră de sticlă. De exemplu, FAW a dezvoltat destul de devreme capacele motorului din fibră de sticlă și cabinele cu nasul plat, flip-top. În prezent, utilizarea produselor din fibră de sticlă în camioanele medii și grele din China este destul de răspândită, inclusiv cu motorul cu nas lung.huse, bare de protecție, capace frontale, huse de acoperiș cabină, praguri și deflectoare. Un cunoscut producător intern de deflectoare, Dongguan Caiji Fibreglass Co., Ltd., exemplifica acest lucru. Chiar și unele dintre cabinele luxoase cu dormitoare mari din admiratele camioane americane cu nas lung sunt realizate din fibră de sticlă.
Ușoare, de înaltă rezistență, la coroziune-rezistent, utilizat pe scară largă în vehicule
Datorită costului scăzut, ciclului de producție scurt și flexibilității puternice de proiectare, materialele din fibră de sticlă sunt utilizate pe scară largă în multe aspecte ale producției de camioane. De exemplu, în urmă cu câțiva ani, camioanele autohtone aveau un design monoton și rigid, stilul exterior personalizat fiind neobișnuit. Odată cu dezvoltarea rapidă a autostrăzilor interne, careh a stimulat foarte mult transportul pe distanțe lungi, dificultatea de a forma aspectul personalizat al cabinei din oțel întreg, costurile ridicate de proiectare a matriței și probleme precum rugina și scurgerile în structurile sudate cu mai multe panouri au determinat mulți producători să aleagă fibra de sticlă pentru acoperișurile cabinei.
În prezent, multe camioane folosesc fimateriale din sticlă pentru capace și bare de protecție.
Fibra de sticlă se caracterizează prin greutatea sa ușoară și rezistența ridicată, cu o densitate cuprinsă între 1,5 și 2,0. Aceasta este doar aproximativ un sfert până la o cincime din densitatea oțelului carbon și chiar mai mică decât cea a aluminiului. În comparație cu oțelul 08F, o fibră de sticlă de 2,5 mm grosime are unrezistență echivalentă cu o grosime de oțel de 1 mm. În plus, fibra de sticlă poate fi proiectată în mod flexibil în funcție de nevoi, oferind o integritate generală mai bună și o capacitate de fabricație excelentă. Permite o alegere flexibilă a proceselor de turnare în funcție de forma, scopul și cantitatea produsului. Procesul de turnare este simplu, necesitând adesea doar o singură etapă, iar materialul are o bună rezistență la coroziune. Poate rezista la condițiile atmosferice, la apă și la concentrațiile comune de acizi, baze și săruri. Prin urmare, multe camioane folosesc în prezent materiale din fibră de sticlă pentru barele față, capacele față, praguri și deflectoare.
Ora postării: 02-ian-2024
