Materiały niemetalowe stosowane w samochodach obejmują tworzywa sztuczne, gumę, kleje i uszczelniacze, materiały cierne, tkaniny, szkło i inne materiały. Materiały te są wykorzystywane w różnych sektorach przemysłu, takich jak petrochemia, przemysł lekki, tekstylia i materiały budowlane. Dlatego też zastosowanie materiałów niemetalowych w samochodach jest odzwierciedleniempołączoną siłę ekonomiczną i technologiczną, obejmującą także szeroki zakres możliwości rozwoju technologii i ich zastosowania w powiązanych branżach.
Obecnie stosuje się 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 takie jak polipropylen wzmocniony włóknem szklanym (PP), poliamid 66 (PA66) lub PA6 wzmocniony włóknem szklanym oraz, w mniejszym stopniu, materiały PBT i PPO.
Wzmocnione produkty z PP (polipropylenu) charakteryzują się wysoką sztywnością i wytrzymałością, a ich właściwości mechaniczne można poprawić wielokrotnie, a nawet wielokrotnie. Wzmocniony PP jest stosowany w obszarach takich jak:takich jak meble biurowe, na przykład w dziecięcych krzesełkach z wysokim oparciem i krzesłach biurowych; jest on również stosowany w wentylatorach osiowych i odśrodkowych w urządzeniach chłodniczych, takich jak lodówki i klimatyzatory.
Wzmocnione materiały PA (poliamid) są już stosowane zarówno w pojazdach osobowych, jak i użytkowych, zazwyczaj do produkcji małych części funkcjonalnych. Przykładami są osłony ochronne korpusów zamków, kliny zabezpieczające, nakrętki, pedały gazu, osłony dźwigni zmiany biegów i klamki otwierania. 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 automatemRosnące zapotrzebowanie przemysłu motoryzacyjnego na lekkie i przyjazne dla środowiska materiały sprawia, że zagraniczny przemysł motoryzacyjny coraz chętniej wykorzystuje materiały GMT (termoplasty z maty szklanej) do produkcji elementów konstrukcyjnych. Wynika to głównie z doskonałej wytrzymałości GMT, krótkiego cyklu formowania, wysokiej wydajności produkcji, niskich kosztów przetwarzania i braku zanieczyszczeń, co czyni go jednym z materiałów XXI wieku. GMT jest wykorzystywany głównie do produkcji wsporników wielofunkcyjnych, wsporników deski rozdzielczej, ram siedzeń, osłon silnika i wsporników akumulatorów w samochodach osobowych. Na przykład, Audi A6 i A4 produkowane obecnie przez FAW-Volkswagen wykorzystują materiały GMT, ale nie są one dostępne w lokalnej produkcji.
Aby poprawić ogólną jakość samochodów, aby dorównać międzynarodowym poziomom zaawansowanym i osiągnąćW celu redukcji masy, wibracji i hałasu, krajowe zakłady przeprowadziły badania nad procesami produkcji i formowania wyrobów z materiałów GMT. Dysponują one możliwościami masowej produkcji materiałów GMT, a w Jiangyin w prowincji Jiangsu zbudowano linię produkcyjną o rocznej wydajności 3000 ton materiału GMT. Krajowi producenci samochodów również wykorzystują materiały GMT w projektowaniu niektórych modeli i rozpoczęli już próbną produkcję seryjną.
Tworzywo do formowania arkuszy (SMC) to ważne tworzywo termoutwardzalne wzmocnione włóknem szklanym. Ze względu na doskonałe właściwości, możliwość produkcji na dużą skalę oraz zdolność do uzyskiwania powierzchni klasy A, jest szeroko stosowane w motoryzacji. Obecnie zastosowanieZagraniczne materiały SMC w przemyśle motoryzacyjnym poczyniły nowe postępy. Głównym zastosowaniem SMC w samochodach są panele nadwozia, stanowiące 70% zużycia SMC. Najszybszy wzrost odnotowuje się w elementach konstrukcyjnych i częściach przekładni. W ciągu najbliższych pięciu lat przewiduje się wzrost wykorzystania SMC w motoryzacji o 22% do 71%, podczas gdy w innych branżach wzrost wyniesie 13% do 35%.
Status aplikacjii trendy rozwojowe
1. Wysokowydajna mieszanka do formowania arkuszy (SMC) wzmocniona włóknem szklanym jest coraz częściej stosowana w elementach konstrukcyjnych samochodów. Po raz pierwszy została zaprezentowana w elementach konstrukcyjnych dwóch modeli Forda (E).xplorer i Ranger) w 1995 roku. Ze względu na swoją wielofunkcyjność, jest powszechnie uważany za produkt o zaletach w projektowaniu konstrukcyjnym, co doprowadziło do jego szerokiego zastosowania w deskach rozdzielczych samochodów, układach kierowniczych, układach chłodzenia i systemach urządzeń elektronicznych.
Górny i dolny wspornik, formowane przez amerykańską firmę Budd, wykorzystują materiał kompozytowy zawierający 40% włókna szklanego w nienasyconym poliestrze. Ta dwuczęściowa konstrukcja przodu spełnia wymagania użytkownika, a przednia część dolnej kabiny jest wysunięta do przodu. GórnyOsłona silnika jest zamocowana do przedniej pokrywy i przedniej części nadwozia, natomiast dolny wspornik współpracuje z układem chłodzenia. Te dwa wsporniki są ze sobą połączone i współpracują z pokrywą i nadwoziem samochodu, stabilizując przód.
2. Zastosowanie materiałów SMC (ang. Sheet Molding Compound) o niskiej gęstości: SMC o niskiej gęstości ma ciężar właściwyy wynosi 1,3, a praktyczne zastosowania i testy wykazały, że jest on o 30% lżejszy niż standardowy SMC, który ma gęstość 1,9. Zastosowanie tego SMC o niskiej gęstości pozwala zmniejszyć wagę części o około 45% w porównaniu z podobnymi częściami wykonanymi ze stali. Wszystkie panele wewnętrzne i nowe elementy dachu modelu Corvette '99 produkowanego przez 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 spustowe dachu, listwy boczne wiat samochodowych oraz skrzynie ładunkowe ciężarówek, z których największe zastosowanie znajduje w zewnętrznych panelach nadwozia. Jeśli chodzi o zastosowania krajowe, wraz z wprowadzeniem technologii produkcji samochodów osobowych w Chinach, SMC został po raz pierwszy zastosowany w pojazdach osobowych, głównie w komorach na koło zapasowe i szkieletach zderzaków. Obecnie jest on również stosowany w pojazdach użytkowych do produkcji takich części, jak osłony komór 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 wtłaczaniu żywicy do zamkniętej formy zawierającej włókna szklane, a następnie utwardzaniu jej w temperaturze pokojowej lub w wysokiej temperaturze. W porównaniu z metodą Sheet MoldingMetoda formowania wtryskowego (RTM), oparta na technologii SMC (ng Compound), oferuje prostszy sprzęt produkcyjny, niższe koszty formowania i doskonałe właściwości fizyczne produktów, ale nadaje się jedynie do produkcji na średnią i małą skalę. Obecnie części samochodowe produkowane za granicą metodą RTM zostały rozszerzone na pełne pokrycia karoserii. Natomiast w Chinach technologia formowania wtryskowego RTM do produkcji części samochodowych jest wciąż w fazie rozwoju i badań, dążąc do osiągnięcia poziomu produkcji podobnych produktów zagranicznych pod względem właściwości mechanicznych surowców, czasu utwardzania i specyfikacji produktu gotowego. Części samochodowe opracowane i zbadane w kraju metodą RTM obejmują szyby przednie, klapy bagażnika, dyfuzory, dachy, zderzaki i tylne drzwi podnoszone do samochodów Fukang.
Jednakże, jak szybciej i skuteczniej zastosować proces RTM w samochodach, wymagane jestKwestie związane z materiałami do budowy produktu, poziomem wydajności materiałów, normami oceny i uzyskaniem powierzchni klasy A stanowią kwestie budzące obawy w branży motoryzacyjnej. Są to również warunki wstępne powszechnego stosowania technologii RTM w produkcji części samochodowych.
Dlaczego FRP
Z perspektywy producentów samochodów, tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem szklanym (FRP) w porównaniu z innymiMateriały te stanowią bardzo atrakcyjną alternatywę. Weźmy na przykład SMC/BMC (mieszankę do formowania arkuszy/mieszankę do formowania luzem):
* 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 elektroforetyczną (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 naczepy o kwadratowym kształcie 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 wyższego zużycia paliwa. Aby zmniejszyć opór powietrza w ciężarówkach, a tym samym obniżyć zużycie paliwa, inżynierowie łamią sobie głowy. Oprócz zastosowania aerodynamicznych rozwiązań w kabinie, dodano wiele urządzeń zmniejszających opór powietrza na ramie i tylnej części naczepy. Jakie urządzenia mają na celu zmniejszenie oporu powietrza w ciężarówkach?
Deflektory dachowe/boczne
Deflektory dachowe i boczne zaprojektowano przede wszystkim po to, 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 przyczepyer, co powoduje znaczny opór. Odpowiednio ustawione pod kątem i wyregulowane na wysokość deflektory mogą znacznie zmniejszyć opór stawiany przez przyczepę.
Spódnice samochodowe
Osłony boczne służą do wygładzania boków podwozia, idealnie integrując je z nadwoziem. Zakrywają one elementy takie jak boczne zbiorniki paliwa i paliwa, zmniejszając ich powierzchnię czołową wystawioną na działanie wiatru, co ułatwia płynniejszy przepływ powietrza bez tworzenia turbulencji.
Nisko położony Bumper
Zderzak skierowany w dół zmniejsza przepływ powietrza pod pojazdem, 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 lub tarcz hamulcowych, wspomagając chłodzenie układu hamulcowego pojazdu.
Deflektory boczne skrzyni ładunkowej
Deflektory po bokach skrzyni ładunkowej zakrywają część kół i zmniejszają odległość między przestrzenią ładunkową a podłożem. Taka konstrukcja zmniejsza przepływ powietrza napływającego z boków pod pojazdem. Ponieważ zakrywają część kół, zmniejszają oneOpony redukują również turbulencje powstające w wyniku interakcji opon z powietrzem.
Tylny deflektor
Zaprojektowane, aby zakłócaćDzięki wirom powietrza z tyłu usprawnia przepływ powietrza, zmniejszając w ten sposób opór aerodynamiczny.
Jakie więc materiały są używane do produkcji deflektorów i osłon w ciężarówkach? Z tego, co zrozumiałem, na bardzo konkurencyjnym rynku preferowane jest włókno szklane (znane również jako tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem szklanym, GRP) ze względu na swoją lekkość, wysoką wytrzymałość, odporność na korozję i…niezawodność wśród innych właściwości.
Włókno szklane to materiał kompozytowy, w którym jako zbrojenie wykorzystuje się włókna szklane oraz pochodne włókien szklanych (takie jak tkanina z włókna szklanego, mata, przędza itp.), natomiast żywica syntetyczna stanowi materiał matrycowy.
Deflektory/osłony z włókna szklanego
W Europie włókno szklane zaczęło być stosowane w samochodach już w 1955 roku, w testach na nadwoziach modelu STM-II. W 1970 roku Japonia wykorzystała włókno szklane do produkcji ozdobnych osłon kół samochodowych, a w 1971 roku Suzuki wyprodukowało z niego osłony silnika i błotniki. W latach 50. XX wieku włókno szklane zaczęło być stosowane w Wielkiej Brytanii, zastępując dotychczasowe kabiny z kompozytu stalowo-drewnianego, takie jak te w For.d S21 i samochody trójkołowe, które wprowadziły zupełnie nowy i mniej sztywny styl do pojazdów tamtej epoki.
W Chinach niektóre mProducenci włożyli wiele wysiłku w rozwój nadwozi pojazdów z włókna szklanego. Na przykład, FAW dość wcześnie z powodzeniem opracował pokrywy silnika z włókna szklanego oraz kabiny z płaskim przodem i podnoszonym dachem. Obecnie stosowanie produktów z włókna szklanego w średnich i ciężkich samochodach ciężarowych w Chinach jest dość powszechne, w tym w pojazdach z silnikiem z długim przodem.Pokrywy, zderzaki, osłony przednie, pokrycia dachowe kabin, progi 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 przodem są wykonane z włókna szklanego.
Lekki, o wysokiej wytrzymałości, odporny na korozję-odporny, szeroko stosowany w pojazdach
Ze względu na niski koszt, krótki cykl produkcyjny i dużą elastyczność projektowania, materiały z włókna szklanego są szeroko stosowane w wielu aspektach produkcji ciężarówek. Na przykład, kilka lat temu krajowe ciężarówki charakteryzowały się monotonną i sztywną konstrukcją, a personalizacja wyglądu zewnętrznego była rzadkością. Wraz z szybkim rozwojem krajowych autostrad,h znacząco 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 zmateriały berglass na przednie okładki i zderzaki.
Włókno szklane charakteryzuje się lekkością i wysoką wytrzymałością, a jego gęstość waha się między 1,5 a 2,0. Jest to zaledwie około ćwierć do jednej piątej gęstości stali węglowej, a nawet mniej niż aluminium. W porównaniu ze stalą 08F, włókno szklane o grubości 2,5 mm maWytrzymałość porównywalna ze stalą o grubości 1 mm. Ponadto, włókno szklane można elastycznie projektować w zależności od potrzeb, oferując lepszą ogólną integralność i doskonałe możliwości produkcyjne. Pozwala to na elastyczny wybór procesów formowania w zależności od kształtu, przeznaczenia i ilości produktu. Proces formowania jest prosty i często wymaga tylko jednego kroku, a materiał charakteryzuje się dobrą odpornością na korozję. Jest odporny na warunki atmosferyczne, wodę oraz typowe stężenia kwasów, zasad i soli. Dlatego wiele ciężarówek wykorzystuje obecnie włókno szklane do produkcji zderzaków przednich, osłon przednich, progów bocznych i deflektorów.
Czas publikacji: 02-01-2024
