Materiały niemetaliczne stosowane w samochodach obejmują tworzywa sztuczne, gumę, uszczelniacze klejowe, materiały cierne, tkaniny, szkło i inne materiały. Materiały te obejmują różne sektory przemysłu, takie jak petrochemia, przemysł lekki, tekstylia i materiały budowlane. Dlatego stosowanie materiałów niemetalicznych w samochodach jest odzwierciedleniem współpołączoną siłę ekonomiczną i technologiczną, obejmującą także szeroki zakres możliwości rozwoju technologii i ich zastosowania w pokrewnych branżach.
Obecnie włókno szklaneMateriały kompozytowe wzmacniane włóknem szklanym stosowane w motoryzacji obejmują tworzywa termoplastyczne wzmacniane włóknem szklanym (QFRTP), tworzywa termoplastyczne wzmacniane matą z włókna szklanego (GMT), mieszanki do formowania arkuszowego (SMC), materiały do formowania z transferem żywicy (RTM) oraz ręcznie układane produkty FRP.
Główne wzmocnienie z włókna szklanegoObecnie w motoryzacji stosuje się tworzywa sztuczne CED: polipropylen wzmocniony włóknem szklanym (PP), poliamid 66 (PA66) lub PA6 wzmocniony włóknem szklanym, a w mniejszym stopniu materiały PBT i PPO.
Wzmocnione produkty PP (polipropylenowe) charakteryzują się wysoką sztywnością i wytrzymałością, a ich właściwości mechaniczne można poprawić kilkakrotnie, nawet wielokrotnie. Wzmocniony PP jest stosowany w obszarach stakich jak meble biurowe, na przykład w krzesełkach dziecięcych z wysokim oparciem i krzesłach biurowych; jest również stosowany w wentylatorach osiowych i odśrodkowych w urządzeniach chłodniczych, takich jak lodówki i klimatyzatory.
Wzmocnione materiały PA (poliamid) są już stosowane w pojazdach osobowych i użytkowych, zazwyczaj do produkcji małych części funkcjonalnych. Przykłady obejmują osłony ochronne korpusów zamków, kliny ubezpieczeniowe, nakrętki osadzone, pedały przepustnicy, osłony dźwigni zmiany biegów i klamki otwierające. Jeśli materiał wybrany przez producenta części jest niestabilny,Jeśli jakość, proces produkcyjny jest niewłaściwy lub materiał nie został odpowiednio wysuszony, może to doprowadzić do pęknięcia słabych części produktu.
Z automatemZe względu na rosnące zapotrzebowanie przemysłu motoryzacyjnego na lekkie i przyjazne dla środowiska materiały, zagraniczne branże motoryzacyjne coraz bardziej skłaniają się ku stosowaniu materiałów GMT (termoplastyki z maty szklanej) w celu zaspokojenia potrzeb elementów konstrukcyjnych. Wynika to głównie z doskonałej wytrzymałości GMT, krótkiego cyklu formowania, wysokiej wydajności produkcji, niskich kosztów przetwarzania i niezanieczyszczającej natury, co czyni go jednym z materiałów XXI wieku. GMT jest stosowany przede wszystkim w produkcji wielofunkcyjnych wsporników, wsporników deski rozdzielczej, ram siedzeń, osłon silnika i wsporników akumulatorów w pojazdach osobowych. Na przykład Audi A6 i A4 produkowane obecnie przez FAW-Volkswagen wykorzystują materiały GMT, ale nie osiągnęły lokalnej produkcji.
Aby poprawić ogólną jakość samochodów, aby dorównać międzynarodowym poziomom zaawansowanym i osiągnąće redukcji wagi, redukcji drgań i redukcji hałasu, krajowe jednostki przeprowadziły badania nad procesami produkcji i formowania produktów z materiałów GMT. Mają zdolność do masowej produkcji materiałów GMT, a linia produkcyjna o rocznej wydajności 3000 ton materiału GMT została zbudowana w Jiangyin, Jiangsu. Krajowi producenci samochodów również wykorzystują materiały GMT w projektowaniu niektórych modeli i rozpoczęli produkcję próbną partii.
Tworzywo do formowania arkuszy (SMC) jest ważnym tworzywem termoutwardzalnym wzmocnionym włóknem szklanym. Ze względu na doskonałe parametry, możliwość produkcji na dużą skalę i zdolność do uzyskiwania powierzchni klasy A, jest szeroko stosowane w samochodach. Obecnie zastosowaniezagraniczne materiały SMC w przemyśle motoryzacyjnym poczyniły nowe postępy. Główne zastosowanie SMC w samochodach to panele nadwozia, stanowiące 70% wykorzystania SMC. Najszybszy wzrost występuje w elementach konstrukcyjnych i częściach przekładni. W ciągu najbliższych pięciu lat przewiduje się, że zastosowanie SMC w samochodach wzrośnie o 22% do 71%, podczas gdy w innych branżach wzrost wyniesie 13% do 35%.
Status aplikacjii trendy rozwojowe
1. Wysokozawarta w materiale do formowania arkuszy wzmocniona włóknem szklanym mieszanka (SMC) jest coraz częściej stosowana w elementach konstrukcyjnych samochodów. Po raz pierwszy została zaprezentowana w częściach konstrukcyjnych dwóch modeli Forda (Explorer i Ranger) w 1995 roku. Ze względu na swoją wielofunkcyjność jest powszechnie uważany za mający zalety w projektowaniu konstrukcyjnym, co prowadzi do jego szerokiego zastosowania w deskach rozdzielczych samochodów, układach kierowniczych, układach chłodzenia i systemach urządzeń elektronicznych.
Górne i dolne wsporniki formowane przez amerykańską firmę Budd wykorzystują materiał kompozytowy zawierający 40% włókna szklanego w nienasyconym poliestrze. Ta dwuczęściowa przednia konstrukcja spełnia wymagania użytkownika, a przednia część dolnej kabiny rozciąga się do przodu. Górna częśćacket jest zamocowany na przedniej osłonie i przedniej konstrukcji nadwozia, podczas gdy dolny wspornik współpracuje z układem chłodzenia. Te dwa wsporniki są ze sobą połączone i współpracują z osłoną samochodu i konstrukcją nadwozia, aby ustabilizować przód.
2. Zastosowanie materiałów SMC (Arkuszowy materiał formowany ciśnieniowo) o niskiej gęstości: SMC o niskiej gęstości ma ciężar właściwyy 1,3, a praktyczne zastosowania i testy wykazały, że jest o 30% lżejszy od standardowego SMC, który ma ciężar właściwy 1,9. Użycie tego SMC o niskiej gęstości może zmniejszyć wagę części o około 45% w porównaniu do podobnych części wykonanych ze stali. Wszystkie wewnętrzne panele i nowe wnętrza dachu modelu Corvette '99 firmy General Motors w USA są wykonane z SMC o niskiej gęstości. Ponadto SMC o niskiej gęstości jest również stosowany w drzwiach samochodowych, maskach silnika i pokrywach bagażnika.
3. Inne zastosowania SMC w samochodach, poza nowymi zastosowaniami wymienionymi wcześniej, obejmują produkcję różnychinne części. Należą do nich drzwi kabiny, nadmuchiwane dachy, szkielety zderzaków, drzwi ładunkowe, osłony przeciwsłoneczne, panele nadwozia, rury odpływowe dachu, boczne listwy wiaty samochodowej i skrzynie ładunkowe, wśród których największe zastosowanie znajduje się w zewnętrznych panelach nadwozia. Jeśli chodzi o status zastosowania krajowego, wraz z wprowadzeniem technologii produkcji samochodów osobowych w Chinach, SMC został po raz pierwszy przyjęty w pojazdach osobowych, głównie w komorach na koła zapasowe i szkieletach zderzaków. Obecnie jest również stosowany w pojazdach użytkowych do części, takich jak płyty osłonowe komory amortyzatorów, zbiorniki wyrównawcze, zaciski prędkości liniowej, duże/małe przegrody, zespoły osłon wlotu powietrza i inne.
Materiał kompozytowy GFRPResory piórowe samochodowe
Metoda Resin Transfer Molding (RTM) polega na wciskaniu żywicy do zamkniętej formy zawierającej włókna szklane, a następnie utwardzaniu jej w temperaturze pokojowej lub za pomocą ciepła. W porównaniu do Sheet MoldiMetoda ng Compound (SMC), RTM oferuje prostszy sprzęt produkcyjny, niższe koszty formowania i doskonałe właściwości fizyczne produktów, ale nadaje się tylko do produkcji na średnią i małą skalę. Obecnie części samochodowe produkowane za granicą metodą RTM zostały rozszerzone na pełne pokrycia nadwozia. Natomiast w Chinach technologia formowania RTM do produkcji części samochodowych jest nadal w fazie rozwoju i badań, dążąc do osiągnięcia poziomów produkcji podobnych produktów zagranicznych pod względem właściwości mechanicznych surowca, czasu utwardzania i specyfikacji gotowego produktu. Części samochodowe opracowane i zbadane w kraju metodą RTM obejmują przednie szyby, tylne klapy, dyfuzory, dachy, zderzaki i tylne podnoszone drzwi do samochodów Fukang.
Jednak w jaki sposób szybciej i skuteczniej zastosować proces RTM w samochodach, wymagane jestkwestie materiałów dla struktury produktu, poziom wydajności materiału, standardy oceny i osiągnięcie powierzchni klasy A są kwestiami budzącymi obawy w przemyśle motoryzacyjnym. Są to również warunki wstępne powszechnego przyjęcia RTM w produkcji części samochodowych.
Dlaczego FRP
Z perspektywy producentów samochodów, tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem szklanym (FRP) w porównaniu z innymier materials, jest bardzo atrakcyjnym materiałem alternatywnym. Biorąc za przykład SMC/BMC (Sheet Molding Compound/Bulk Molding Compound):
* Oszczędność masy
* Integracja komponentów
* Elastyczność projektowania
* Znacznie niższe inwestycje
* Ułatwia integrację systemów antenowych
* Stabilność wymiarowa (niski współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej, porównywalny ze stalą)
* Zachowuje wysoką wydajność mechaniczną w warunkach wysokiej temperatury
Kompatybilny z powłoką E-coating (malowaniem elektronicznym)
Kierowcy ciężarówek doskonale wiedzą, że opór powietrza, znany również jako opór, zawsze stanowił znaczącąprzeciwnik dla ciężarówek. Duża powierzchnia czołowa ciężarówek, wysokie podwozie i kwadratowe przyczepy sprawiają, że są one szczególnie podatne na opór powietrza.
Przeciwdziałaćopór powietrza, który nieuchronnie zwiększa obciążenie silnika, im większa prędkość, tym większy opór. Zwiększone obciążenie spowodowane oporem powietrza prowadzi do większego zużycia paliwa. Aby zmniejszyć opór powietrza, któremu poddawane są ciężarówki, a tym samym obniżyć zużycie paliwa, inżynierowie łamali sobie głowy. Oprócz przyjęcia aerodynamicznych projektów kabiny, dodano wiele urządzeń w celu zmniejszenia oporu powietrza na ramie i tylnej części przyczepy. Jakie urządzenia zaprojektowano w celu zmniejszenia oporu powietrza w ciężarówkach?
Deflektory dachowe/boczne
Deflektory dachowe i boczne zaprojektowano przede wszystkim tak, aby zapobiegały bezpośredniemu uderzaniu wiatru w kwadratowy pojemnik ładunkowy, przekierowując większość powietrza tak, aby płynnie przepływało nad i wokół górnej i bocznej części przyczepy, zamiast bezpośrednio uderzać w przód przyczepy.er, co powoduje znaczny opór. Odpowiednio ustawione pod kątem i wyregulowane pod względem wysokości deflektory mogą znacznie zmniejszyć opór powodowany przez przyczepę.
Spódnice samochodowe
Osłony boczne pojazdu służą do wygładzania boków podwozia, bezproblemowo integrując je z nadwoziem samochodu. Zakrywają elementy takie jak zbiorniki gazu i paliwa montowane z boku, zmniejszając ich przednią powierzchnię wystawioną na działanie wiatru, ułatwiając w ten sposób płynniejszy przepływ powietrza bez tworzenia turbulencji.
Nisko umieszczony Bumper
Zderzak skierowany w dół zmniejsza przepływ powietrza dostającego się pod pojazd, co pomaga zmniejszyć opór wytwarzany przez tarcie między podwoziem apowietrze. Ponadto niektóre zderzaki z otworami prowadzącymi nie tylko zmniejszają opór powietrza, ale także kierują przepływ powietrza w stronę bębnów hamulcowych lub tarcz hamulcowych, wspomagając chłodzenie układu hamulcowego pojazdu.
Boczne deflektory skrzyni ładunkowej
Deflektory po bokach skrzyni ładunkowej zakrywają część kół i zmniejszają odległość między przedziałem ładunkowym a podłożem. Taka konstrukcja zmniejsza przepływ powietrza wpadającego z boków pod pojazdem. Ponieważ zakrywają część kół, deflektory teKonstruktorzy redukują również turbulencje powstające w wyniku interakcji między oponami a powietrzem.
Tylny deflektor
Zaprojektowany, aby zakłócaćDzięki zawirowaniom powietrza z tyłu usprawnia się przepływ powietrza, co zmniejsza opór aerodynamiczny.
Jakie więc materiały są używane do produkcji deflektorów i osłon na ciężarówkach? Z tego, co zrozumiałem, na bardzo konkurencyjnym rynku preferowane jest włókno szklane (znane również jako tworzywo sztuczne wzmacniane włóknem szklanym lub GRP) ze względu na lekkość, wysoką wytrzymałość, odporność na korozję i rniezawodność i inne właściwości.
Włókno szklane to materiał kompozytowy, w którym jako wzmocnienie stosuje się włókna szklane oraz pochodne włókien szklanych (takie jak tkanina z włókna szklanego, mata, przędza itp.), zaś żywica syntetyczna pełni rolę materiału matrycowego.
Deflektory/osłony z włókna szklanego
Europa zaczęła używać włókna szklanego w samochodach już w 1955 r., przeprowadzając testy na nadwoziach modeli STM-II. W 1970 r. Japonia używała włókna szklanego do produkcji ozdobnych osłon kół samochodowych, a w 1971 r. Suzuki produkowało osłony silnika i błotniki z włókna szklanego. W latach 50. XX wieku Wielka Brytania zaczęła używać włókna szklanego, zastępując poprzednie kabiny z kompozytu stalowo-drewnianego, takie jak te w Ford S21 i samochody trójkołowe, które wprowadziły zupełnie nowy i mniej sztywny styl do pojazdów tej epoki.
W Chinach niektóre mproducenci wykonali wiele pracy w zakresie opracowywania nadwozi pojazdów z włókna szklanego. Na przykład FAW z powodzeniem opracowało pokrywy silnika z włókna szklanego i kabiny z płaskim nosem i podnoszonym dachem dość wcześnie. Obecnie stosowanie produktów z włókna szklanego w średnich i ciężkich ciężarówkach w Chinach jest dość powszechne, w tym w samochodach z silnikiem o długim nosieosłony, zderzaki, osłony przednie, osłony dachów kabin, osłony boczne i deflektory. Znany krajowy producent deflektorów, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., jest tego przykładem. Nawet niektóre luksusowe duże kabiny sypialne w podziwianych amerykańskich ciężarówkach z długim nosem są wykonane z włókna szklanego.
Lekki, o dużej wytrzymałości, odporny na korozję-odporny, szeroko stosowany w pojazdach
Ze względu na niski koszt, krótki cykl produkcyjny i dużą elastyczność projektową materiały z włókna szklanego są szeroko stosowane w wielu aspektach produkcji ciężarówek. Na przykład kilka lat temu krajowe ciężarówki miały monotonną i sztywną konstrukcję, a spersonalizowany styl zewnętrzny był rzadkością. Wraz z szybkim rozwojem krajowych autostrad, któreh w znacznym stopniu pobudził rozwój transportu dalekobieżnego, trudności w tworzeniu spersonalizowanego wyglądu kabin z całości stali, wysokie koszty projektowania form oraz problemy, takie jak rdza i przecieki w wielopanelowych konstrukcjach spawanych, sprawiły, że wielu producentów wybrało włókno szklane do pokrycia dachów kabin.
Obecnie wiele ciężarówek korzysta z fimateriały berglass na przednie osłony i zderzaki.
Włókno szklane charakteryzuje się lekkością i wysoką wytrzymałością, a jego gęstość mieści się w przedziale od 1,5 do 2,0. Jest to zaledwie około ćwierć do jednej piątej gęstości stali węglowej, a nawet mniej niż aluminium. W porównaniu do stali 08F, włókno szklane o grubości 2,5 mm mawytrzymałość równoważna stali o grubości 1 mm. Ponadto włókno szklane można elastycznie projektować zgodnie z potrzebami, oferując lepszą ogólną integralność i doskonałą możliwość produkcji. Pozwala na elastyczny wybór procesów formowania w zależności od kształtu, przeznaczenia i ilości produktu. Proces formowania jest prosty, często wymagający tylko jednego kroku, a materiał ma dobrą odporność na korozję. Może wytrzymać warunki atmosferyczne, wodę i powszechne stężenia kwasów, zasad i soli. Dlatego wiele ciężarówek obecnie wykorzystuje materiały z włókna szklanego do zderzaków przednich, osłon przednich, osłon bocznych i deflektorów.
Czas publikacji: 02-01-2024
