Do materiałów niemetalowych stosowanych w samochodach zaliczają się tworzywa sztuczne, guma, kleje uszczelniające, materiały cierne, tkaniny, szkło i inne materiały. Materiały te dotyczą różnych sektorów przemysłu, takich jak petrochemia, przemysł lekki, tekstylia i materiały budowlane. Dlatego zastosowanie materiałów niemetalowych w samochodach jest odzwierciedleniem współpracyłączy w sobie siłę ekonomiczną i technologiczną, a także obejmuje szeroki zakres możliwości rozwoju technologii i zastosowań w powiązanych branżach.
Obecnie wodza z włókna szklanegoWymuszone materiały kompozytowe stosowane w samochodach obejmują tworzywa termoplastyczne wzmocnione włóknem szklanym (QFRTP), tworzywa termoplastyczne wzmocnione matą szklaną (GMT), masy do formowania arkuszowego (SMC), materiały do formowania przetłocznego żywicy (RTM) i ręcznie układane produkty FRP.
Główne wzmocnienie z włókna szklanegocedowane tworzywa sztuczne stosowane obecnie w samochodach to polipropylen wzmocniony włóknem szklanym (PP), poliamid 66 wzmocniony włóknem szklanym (PA66) lub PA6 oraz, w mniejszym stopniu, materiały PBT i PPO.
Wyroby ze wzmocnionego PP (polipropylenu) charakteryzują się dużą sztywnością i wytrzymałością, a ich właściwości mechaniczne można poprawić kilkukrotnie, a nawet wielokrotnie. Wzmocniony PP jest stosowany w obszarach stakie jak meble biurowe, na przykład krzesła z wysokim oparciem i krzesła biurowe dla dzieci; jest 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, osadzone nakrętki, pedały przepustnicy, osłony dźwigni zmiany biegów i klamki do otwierania. Jeśli materiał wybrany przez producenta części jest niestabilnyjakość, niewłaściwy proces produkcyjny lub materiał nie jest odpowiednio wysuszony, może to prowadzić do pękania słabych części produktu.
Z automatemZe względu na rosnące zapotrzebowanie przemysłu na lekkie i przyjazne dla środowiska materiały, zagraniczny przemysł motoryzacyjny coraz bardziej skłania się w stronę stosowania materiałów GMT (termoplastycznych mat szklanych) w celu zaspokojenia potrzeb elementów konstrukcyjnych. Dzieje się tak głównie ze względu na doskonałą wytrzymałość GMT, krótki cykl formowania, wysoką wydajność produkcji, niskie koszty przetwarzania i brak zanieczyszczeń, co czyni go jednym z materiałów XXI wieku. GMT wykorzystywany jest przede wszystkim do produkcji wsporników wielofunkcyjnych, 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 zostały wyprodukowane lokalnie.
Aby poprawić ogólną jakość samochodów, aby dogonić międzynarodowe zaawansowane poziomy i osiągnąćRedukcja masy, redukcja wibracji i redukcja hałasu, jednostki krajowe przeprowadziły badania nad procesami produkcji i formowania produktów z materiałów GMT. Posiadają zdolność do masowej produkcji materiałów GMT, a w Jiangyin w Jiangsu zbudowano linię produkcyjną o rocznej wydajności 3000 ton materiału GMT. Krajowi producenci samochodów również wykorzystują materiały GMT przy projektowaniu niektórych modeli i rozpoczęli próbną produkcję seryjną.
Mieszanka do formowania arkuszy (SMC) jest ważnym termoutwardzalnym tworzywem sztucznym wzmocnionym włóknem szklanym. Ze względu na doskonałą wydajność, zdolność produkcyjną na dużą skalę i zdolność do uzyskiwania powierzchni klasy A, jest szeroko stosowany w samochodach. Obecnie zastosowaniezagraniczne materiały SMC w przemyśle motoryzacyjnym poczyniły nowe postępy. Głównym zastosowaniem SMC w samochodach są panele nadwozia, stanowiące 70% wykorzystania SMC. Najszybszy wzrost dotyczy elementów konstrukcyjnych i części przekładni. Oczekuje się, że w ciągu najbliższych pięciu lat zastosowanie SMC w samochodach wzrośnie o 22% do 71%, podczas gdy w innych branżach wzrost wyniesie od 13% do 35%.
Stan aplikacjii Trendy Rozwojowe
1. Masa do formowania arkuszy wzmocniona włóknem szklanym o dużej zawartości (SMC) jest coraz częściej stosowana w elementach konstrukcyjnych samochodów. Po raz pierwszy wykazano to w częściach konstrukcyjnych dwóch modeli Forda (Explorer i Ranger) w 1995 r. Ze względu na swoją wielofunkcyjność powszechnie uważa się, że ma on zalety w projektowaniu konstrukcyjnym, co prowadzi do jego szerokiego zastosowania w samochodowych deskach rozdzielczych, układach kierowniczych, układach chłodnic i układach urządzeń elektronicznych.
W górnym i dolnym wsporniku amerykańskiej firmy Budd wykorzystano materiał kompozytowy zawierający 40% włókna szklanego w nienasyconym poliestrze. Ta dwuczęściowa konstrukcja czołowa spełnia wymagania użytkownika, a przód dolnej kabiny rozciąga się do przodu. Górny brBagażnik mocowany jest do przedniego daszka i przedniej konstrukcji nadwozia, natomiast dolny wspornik współpracuje z układem chłodzenia. Te dwa wsporniki są ze sobą połączone i współpracują z dachem samochodu oraz konstrukcją nadwozia, stabilizując przód.
2. Zastosowanie materiałów Sheet Moulding Compound (SMC) o małej gęstości: SMC o małej gęstości ma ciężar właściwyy wynoszący 1,3, a praktyczne zastosowania i testy wykazały, że jest o 30% lżejszy od standardowego SMC, którego ciężar właściwy wynosi 1,9. Zastosowanie tego SMC o małej gęstości może zmniejszyć wagę części o około 45% w porównaniu z podobnymi częściami wykonanymi ze stali. Wszystkie panele wewnętrzne i nowe wnętrza 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 wymienionymi wcześniej nowymi zastosowaniami, obejmują produkcję varionam inne części. Należą do nich drzwi kabiny, nadmuchiwane dachy, szkielety zderzaków, drzwi ładunkowe, osłony przeciwsłoneczne, panele nadwozia, rury odwadniające dach, listwy boczne szop samochodowych i skrzynie do samochodów ciężarowych, spośród których największe zastosowanie mają zewnętrzne panele nadwozia. Jeśli chodzi o status zastosowania krajowego, wraz z wprowadzeniem technologii produkcji samochodów osobowych w Chinach, SMC po raz pierwszy zastosowano w pojazdach osobowych, stosowanych głównie w przedziałach na opony zapasowe i szkieletach zderzaków. Obecnie jest on również stosowany w pojazdach użytkowych do produkcji takich części, jak osłony rozpórek, zbiorniki wyrównawcze, zaciski prędkości linii, duże/małe przegrody, zespoły osłon wlotu powietrza i inne.
Materiał kompozytowy GFRPResory piórowe samochodowe
Metoda formowania transferowego żywicy (RTM) polega na prasowaniu żywicy w zamkniętej formie zawierającej włókna szklane, a następnie utwardzaniu w temperaturze pokojowej lub pod wpływem ciepła. W porównaniu do Sheet MoldiDzięki metodzie złożonej (SMC) RTM oferuje prostszy sprzęt produkcyjny, niższe koszty form i doskonałe właściwości fizyczne produktów, ale nadaje się tylko do produkcji na średnią i małą skalę. Obecnie części samochodowe produkowane metodą RTM za granicą zostały rozszerzone na pokrycia cało karoserii. Z kolei w Chinach technologia formowania RTM do produkcji części samochodowych jest wciąż w fazie rozwoju i badań, dążąc do osiągnięcia poziomu produkcji podobnych produktów zagranicznych pod względem właściwości mechanicznych surowca, czasu utwardzania i specyfikacji produktu gotowego. Części samochodowe opracowane i badane w kraju przy użyciu metody RTM obejmują szyby przednie, tylne klapy, dyfuzory, dachy, zderzaki i tylne drzwi podnoszone do samochodów Fukang.
Jednakże, jak szybciej i efektywniej zastosować proces RTM w samochodach, wymagaRekomendacje materiałów dotyczące struktury produktu, poziomu wydajności materiałów, standardów oceny i uzyskiwania powierzchni klasy A to kwestie budzące niepokój w przemyśle motoryzacyjnym. Są to również warunki wstępne powszechnego zastosowania RTM w produkcji części samochodowych.
Dlaczego FRP
Z punktu widzenia producentów samochodów, FRP (tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem) w porównaniu do innycher materiałów, jest bardzo atrakcyjnym materiałem alternatywnym. Biorąc za przykłady SMC/BMC (masę do formowania arkuszy/masę do formowania luzem):
* Oszczędność masy
* Integracja komponentów
* Elastyczność projektowania
* Znacznie niższa inwestycja
* Ułatwia integrację systemów antenowych
* Stabilność wymiarowa (niski współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej, porównywalny ze stalą)
* Utrzymuje wysoką wydajność mechaniczną w warunkach wysokiej temperatury
Kompatybilny z powłoką E (malowanie elektroniczne)
Kierowcy ciężarówek doskonale zdają sobie sprawę, że opór powietrza, zwany także oporem powietrza, zawsze odgrywał znaczącą rolędversary dla ciężarówek. Duża powierzchnia czołowa pojazdów ciężarowych, wysokie podwozie i przyczepy o kwadratowym kształcie sprawiają, że są one szczególnie podatne na opór powietrza.
Aby 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 odczuwany przez ciężarówki, a tym samym zmniejszyć zużycie paliwa, inżynierowie głowili się nad tym. Oprócz zastosowania aerodynamicznych konstrukcji kabiny, dodano wiele urządzeń zmniejszających opór powietrza na ramie i tylnej części przyczepy. Jakie urządzenia mają na celu zmniejszenie oporu powietrza w ciężarówkach?
Owiewki dachowe/boczne
Owiewki dachowe i boczne zaprojektowano przede wszystkim tak, aby zapobiegać bezpośredniemu uderzaniu wiatru w kwadratową skrzynię ładunkową, przekierowując większość powietrza w celu płynnego przepływu nad i wokół górnej i bocznej części przyczepy, zamiast bezpośrednio uderzać w przód przyczepy. ścieżkaer, co powoduje znaczny opór. Odpowiednio ustawione pod kątem i ustawione na wysokość deflektory mogą znacznie zmniejszyć opór stawiany przez przyczepę.
Spódnice boczne samochodu
Listwy progowe w pojeździe służą do wygładzenia boków podwozia, integrując je płynnie z nadwoziem samochodu. Zakrywają takie elementy, jak montowane z boku zbiorniki gazu i zbiorniki paliwa, zmniejszając ich powierzchnię czołową wystawioną na działanie wiatru, ułatwiając w ten sposób płynniejszy przepływ powietrza bez powodowania turbulencji.
Bumpe nisko umieszczonyr
Wysuwany w dół zderzak ogranicza przepływ powietrza wpadającego pod pojazd, co pomaga zmniejszyć opór wytwarzany przez tarcie pomiędzy podwoziem a nadwoziem.powietrze. Dodatkowo 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.
Owiewki boczne skrzyni ładunkowej
Owiewki umieszczone po bokach skrzyni ładunkowej zakrywają część kół i zmniejszają odległość przestrzeni ładunkowej od podłoża. Konstrukcja ta zmniejsza przepływ powietrza wpadającego z boków pod pojazdem. Ponieważ zakrywają część kół, uginają sięRedukują także turbulencje powstałe na skutek interakcji opon z powietrzem.
Tylny deflektor
Zaprojektowany, aby zakłócaćwiry powietrzne z tyłu usprawniają przepływ powietrza, zmniejszając w ten sposób opór aerodynamiczny.
Z jakich materiałów wykonuje się deflektory i osłony w ciężarówkach? Z tego, co zebrałem, na wysoce konkurencyjnym rynku włókno szklane (znane również jako tworzywo sztuczne wzmacniane włóknem szklanym lub GRP) jest preferowane ze względu na lekkość, wysoką wytrzymałość, odporność na korozję iniezawodność wśród innych właściwości.
Włókno szklane to materiał kompozytowy, w którym wykorzystuje się włókna szklane i ich produkty (takie jak tkanina z włókna szklanego, mata, przędza itp.) jako wzmocnienie, a żywica syntetyczna służy jako materiał matrycy.
Deflektory/osłony z włókna szklanego
Europa zaczęła stosować włókno szklane w samochodach już w 1955 roku, przeprowadzając próby na nadwoziach modeli STM-II. W 1970 roku Japonia wykorzystała włókno szklane do produkcji ozdobnych osłon kół samochodów, a w 1971 roku Suzuki wyprodukowało z włókna szklanego osłony silnika i błotniki. W latach pięćdziesiątych Wielka Brytania zaczęła stosować włókno szklane, zastępując poprzednie kabiny z kompozytu stalowo-drewnianego, takie jak te w Ford S21 i samochody trójkołowe, które nadały pojazdom tamtej epoki zupełnie nowy i mniej sztywny styl.
W kraju w Chinach niektórzy m.inproducenci włożyli wiele pracy w rozwój nadwozi pojazdów z włókna szklanego. Na przykład firma FAW dość wcześnie z powodzeniem opracowała osłony silnika z włókna szklanego i kabiny z płaskim przodem. Obecnie zastosowanie produktów z włókna szklanego w średnich i ciężkich samochodach ciężarowych w Chinach jest dość powszechne, w tym w silnikach z długą maskąosłony, zderzaki, osłony przednie, osłony dachu kabiny, listwy progowe i deflektory. Przykładem tego jest znany krajowy producent deflektorów, firma Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd.. Nawet niektóre luksusowe, duże kabiny sypialne w podziwianych amerykańskich ciężarówkach z długimi przodami 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 samochodów ciężarowych. Na przykład kilka lat temu krajowe ciężarówki miały monotonną i sztywną konstrukcję, a spersonalizowana stylizacja nadwozia była rzadkością. Wraz z szybkim rozwojem dróg krajowych, któreh znacznie pobudził transport długodystansowy, trudności w tworzeniu spersonalizowanego wyglądu kabin z całej stali, wysokie koszty projektowania form oraz problemy takie jak rdza i nieszczelności w wielopanelowych konstrukcjach spawanych, skłoniły wielu producentów do wyboru włókna szklanego na pokrycia dachowe kabin.
Obecnie wiele ciężarówek korzysta z fimateriały Berglass na przednie osłony i zderzaki.
Włókno szklane charakteryzuje się lekkością i dużą wytrzymałością, a gęstość mieści się w przedziale od 1,5 do 2,0. To tylko około jedna czwarta do jednej piątej gęstości stali węglowej, a nawet mniej niż aluminium. W porównaniu do stali 08F, włókno szklane o grubości 2,5 mm ma:wytrzymałość odpowiadająca stali o grubości 1 mm. Ponadto włókno szklane można elastycznie projektować zgodnie z potrzebami, zapewniając lepszą ogólną integralność i doskonałą łatwość produkcji. Pozwala na elastyczny dobór procesów formowania w zależności od kształtu, przeznaczenia i ilości produktu. Proces formowania jest prosty i często wymaga tylko jednego etapu, a materiał ma dobrą odporność na korozję. Jest odporny na warunki atmosferyczne, wodę i typowe stężenia kwasów, zasad i soli. Dlatego wiele ciężarówek wykorzystuje obecnie materiały z włókna szklanego do produkcji przednich zderzaków, przednich osłon, bocznych listew progowych i deflektorów.
Czas publikacji: 02 stycznia 2024 r
