Nekovinski materiali, ki se uporabljajo v avtomobilih, vključujejo plastiko, gumo, lepilne tesnilne mase, torne materiale, tkanine, steklo in druge materiale. Ti materiali vključujejo različne industrijske sektorje, kot so petrokemična industrija, lahka industrija, tekstil in gradbeni materiali. Zato je uporaba nekovinskih materialov v avtomobilih odraz sodelovanjazdružuje ekonomsko in tehnološko moč, poleg tega pa zajema širok spekter tehnološkega razvoja in zmogljivosti uporabe v sorodnih panogah.
Trenutno vajeti iz steklenih vlakenvsiljeni kompozitni materiali, ki se uporabljajo v avtomobilih, vključujejo termoplaste, ojačane s steklenimi vlakni (QFRTP), termoplaste, ojačane s steklenimi vlakni (GMT), spojine za vlivanje pločevine (SMC), materiale za vlivanje s smolo (RTM) in ročno položene FRP izdelke.
Glavna ojačitev s steklenimi vlakniplastika, ki se trenutno uporablja v avtomobilih, je polipropilen (PP), ojačan s steklenimi vlakni, poliamid 66 (PA66) ali PA6, ojačan s steklenimi vlakni, in v manjši meri materiali PBT in PPO.
Izdelki iz ojačanega PP (polipropilena) imajo visoko togost in žilavost, njihove mehanske lastnosti pa je mogoče večkrat, celo večkrat izboljšati. Ojačani PP se uporablja na področjih skot pisarniško pohištvo, na primer otroški stoli z visokim naslonom in pisarniški stoli; uporablja se tudi v aksialnih in centrifugalnih ventilatorjih v hladilni opremi, kot so hladilniki in klimatske naprave.
Ojačani PA (poliamidni) materiali se že uporabljajo v osebnih in gospodarskih vozilih, običajno za izdelavo majhnih funkcionalnih delov. Primeri vključujejo zaščitne pokrove za ohišja ključavnic, zagozde za zavarovanje, vgrajene matice, stopalke za plin, ščitnike za prestave in ročaje za odpiranje. Če je material, ki ga je izbral proizvajalec delov, nestabilenkakovost, neustrezen postopek izdelave ali material ni pravilno posušen, lahko pride do zloma šibkih delov izdelka.
Z avtomZaradi naraščajočega povpraševanja domače industrije po lahkih in okolju prijaznih materialih se tuja avtomobilska industrija bolj nagiba k uporabi materialov GMT (steklena mat termoplastika) za izpolnjevanje potreb konstrukcijskih komponent. To je predvsem posledica GMT-jeve odlične žilavosti, kratkega cikla oblikovanja, visoke proizvodne učinkovitosti, nizkih stroškov obdelave in narave, ki ne onesnažuje, zaradi česar je eden od materialov 21. stoletja. GMT se uporablja predvsem pri proizvodnji večnamenskih nosilcev, nosilcev armaturne plošče, okvirjev sedežev, ščitnikov motorja in nosilcev akumulatorjev v osebnih vozilih. Na primer, Audi A6 in A4, ki jih trenutno proizvaja FAW-Volkswagen, uporabljata materiale GMT, vendar nista dosegla lokalne proizvodnje.
Izboljšati splošno kakovost avtomobilov, da bi dohiteli mednarodne napredne ravni in dosegliZ zmanjšanjem teže, zmanjšanjem vibracij in zmanjšanjem hrupa so domače enote izvedle raziskave o proizvodnji in postopkih oblikovanja izdelkov materialov GMT. Imajo zmogljivosti za množično proizvodnjo materialov GMT in proizvodno linijo z letno proizvodnjo 3000 ton materiala GMT so zgradili v Jiangyinu, Jiangsu. Domači proizvajalci avtomobilov prav tako uporabljajo materiale GMT pri oblikovanju nekaterih modelov in so začeli serijsko poskusno proizvodnjo.
Masa za oblikovanje pločevine (SMC) je pomembna termoreaktivna plastika, ojačana s steklenimi vlakni. Zaradi svoje odlične zmogljivosti, zmogljivosti obsežne proizvodnje in zmožnosti doseganja površin A-razreda se je v veliki meri uporabljal v avtomobilih. Trenutno je vloga zatuji SMC materiali v avtomobilski industriji dosegli nov napredek. Glavna uporaba SMC v avtomobilih je v karoserijskih ploščah, ki predstavljajo 70 % uporabe SMC. Najhitreje rastejo strukturne komponente in deli menjalnika. V naslednjih petih letih naj bi se uporaba SMC v avtomobilih povečala za 22 % do 71 %, medtem ko bo v drugih panogah rast od 13 % do 35 %.
Status aplikacijes in razvojni trendi
1. Zmes za vlivanje pločevine (SMC) z visoko vsebnostjo ojačanih steklenih vlaken se vse bolj uporablja v avtomobilskih strukturnih komponentah. Prvič je bil predstavljen v strukturnih delih na dveh Fordovih modelih (Explorer in Ranger) leta 1995. Zaradi svoje večnamenskosti se na splošno šteje, da ima prednosti pri konstrukcijskem oblikovanju, kar vodi do njegove široke uporabe v avtomobilskih armaturnih ploščah, krmilnih sistemih, sistemih radiatorjev in sistemih elektronskih naprav.
Zgornji in spodnji nosilec, ki ga je oblikovalo ameriško podjetje Budd, uporabljata kompozitni material, ki vsebuje 40 % steklenih vlaken v nenasičenem poliestru. Ta dvodelna konstrukcija sprednjega dela izpolnjuje zahteve uporabnikov, pri čemer se sprednji del spodnje kabine razteza naprej. Zgornji brnosilec je pritrjen na sprednji nadstrešek in sprednjo strukturo karoserije, medtem ko spodnji nosilec deluje v povezavi s hladilnim sistemom. Ta dva nosilca sta medsebojno povezana in sodelujeta z nadstreškom avtomobila in strukturo karoserije za stabilizacijo sprednjega dela.
2. Uporaba materialov z nizko gostoto Sheet Moulding Compound (SMC): SMC z nizko gostoto ima specifično težoy 1,3, praktične uporabe in testi pa so pokazali, da je 30 % lažji od standardnega SMC, ki ima specifično težo 1,9. Uporaba tega SMC z nizko gostoto lahko zmanjša težo delov za približno 45 % v primerjavi s podobnimi deli iz jekla. Vse notranje plošče in nova notranjost strehe modela Corvette '99 podjetja General Motors v ZDA so izdelani iz SMC z nizko gostoto. Poleg tega se SMC z nizko gostoto uporablja tudi v avtomobilskih vratih, pokrovih motorja in pokrovih prtljažnika.
3. Druge uporabe SMC v avtomobilih poleg prej omenjenih novih uporab vključujejo proizvodnjo varionas druge dele. Sem sodijo vrata kabine, napihljive strehe, okvirji odbijačev, tovorna vrata, senčniki, plošče karoserije, strešne drenažne cevi, stranske letve za avtomobilske lope in zaboji za tovornjake, med katerimi je največja uporaba v zunanjih ploščah karoserije. Kar zadeva status domače uporabe, je bil z uvedbo tehnologije proizvodnje osebnih avtomobilov na Kitajskem SMC prvič sprejet v osebnih vozilih, ki se večinoma uporablja v predelkih za rezervne pnevmatike in okostjih odbijačev. Trenutno se uporablja tudi v gospodarskih vozilih za dele, kot so pokrivne plošče prostora za opornike, ekspanzijske posode, objemke za hitrost linije, velike/majhne predelne stene, sklopi pokrovov za dovod zraka in še več.
GFRP kompozitni materialAvtomobilske listnate vzmeti
Metoda Resin Transfer Molding (RTM) vključuje stiskanje smole v zaprt kalup, ki vsebuje steklena vlakna, čemur sledi utrjevanje pri sobni temperaturi ali s toploto. V primerjavi s Sheet MoldiMetoda Compound (SMC) ponuja RTM enostavnejšo proizvodno opremo, nižje stroške kalupov in odlične fizikalne lastnosti izdelkov, vendar je primerna le za srednje in manjše proizvodnje. Trenutno so avtomobilski deli, izdelani po metodi RTM v tujini, razširjeni na prevleke za celotno karoserijo. Nasprotno pa je doma na Kitajskem tehnologija oblikovanja RTM za proizvodnjo avtomobilskih delov še vedno v fazi razvoja in raziskav ter si prizadeva doseči proizvodne ravni podobnih tujih izdelkov v smislu mehanskih lastnosti surovin, časa utrjevanja in specifikacij končnega izdelka. Avtomobilski deli, razviti in raziskani doma z uporabo metode RTM, vključujejo vetrobranska stekla, zadnja prtljažna vrata, difuzorje, strehe, odbijače in zadnja dvižna vrata za avtomobile Fukang.
Vendar, kako hitreje in učinkoviteje uporabiti postopek RTM v avtomobilih, zahtevapopravki materialov za strukturo izdelka, raven učinkovitosti materialov, standardi ocenjevanja in doseganje površin razreda A so zaskrbljujoča vprašanja v avtomobilski industriji. To so tudi predpogoji za široko sprejetje RTM v proizvodnji avtomobilskih delov.
Zakaj FRP
Z vidika proizvajalcev avtomobilov je FRP (plastika, ojačana z vlakni) v primerjavi z drugimier materiali, je zelo privlačen alternativni material. Kot primere vzamemo SMC/BMC (kompound za oblikovanje pločevine/zmes za oblikovanje v razsutem stanju):
* Prihranek teže
* Integracija komponent
* Prilagodljivost oblikovanja
* Občutno nižja investicija
* Omogoča integracijo antenskih sistemov
* Dimenzijska stabilnost (nizek koeficient linearne toplotne razteznosti, primerljiv z jeklom)
* Ohranja visoko mehansko zmogljivost pri visokih temperaturah
Združljivo z E-prevleko (elektronsko barvanje)
Vozniki tovornjakov se dobro zavedajo, da je bil zračni upor, znan tudi kot upor, vedno pomemben avrata za tovorna vozila. Tovornjaki so zaradi velike sprednje površine, visoke šasije in pravokotnih prikolic še posebej dovzetni za zračni upor.
Za boj protizračni upor, ki neizogibno poveča obremenitev motorja, večja kot je hitrost, večji je upor. Povečana obremenitev zaradi zračnega upora povzroči večjo porabo goriva. Da bi zmanjšali upor vetra, ki ga imajo tovornjaki, in s tem manjšo porabo goriva, so inženirji namučili svoje možgane. Poleg sprejetja aerodinamičnih zasnov za kabino je bilo dodanih veliko naprav za zmanjšanje zračnega upora na okvirju in zadnjem delu prikolice. Kakšne so te naprave za zmanjšanje vetrnega upora na tovornjakih?
Strešni/stranski deflektorji
Strešni in stranski deflektorji so v prvi vrsti zasnovani tako, da preprečujejo, da bi veter neposredno udaril v tovorni zaboj kvadratne oblike, s čimer preusmerijo večino zraka, da nemoteno teče čez in okoli zgornjih in stranskih delov prikolice, namesto da neposredno vpliva na sprednji del prikolice. poter, kar povzroča velik odpor. Pravilno nagnjeni in po višini nastavljeni deflektorji lahko močno zmanjšajo upor, ki ga povzroča prikolica.
Stranske letve avtomobila
Stranske letve na vozilu služijo za izravnavo stranic šasije in jo brezhibno vključijo v karoserijo avtomobila. Pokrivajo elemente, kot so bočno nameščeni rezervoarji za plin in rezervoarji za gorivo, s čimer zmanjšajo njihovo sprednjo površino, izpostavljeno vetru, in tako omogočajo bolj gladek pretok zraka brez ustvarjanja turbulenc.
Nizko postavljen Bumper
Odbijač, ki se razteza navzdol, zmanjša pretok zraka, ki vstopa pod vozilo, kar pomaga zmanjšati upor, ki nastane zaradi trenja med šasijo inzrak. Poleg tega nekateri odbijači z vodilnimi luknjami ne le zmanjšajo upor vetra, ampak tudi usmerjajo zračni tok proti zavornim bobnom ali zavornim kolutom, kar pomaga pri hlajenju zavornega sistema vozila.
Stranski deflektorji prtljažnika
Deflektorji na straneh tovornega prostora pokrivajo del koles in zmanjšujejo razdaljo med tovornim prostorom in tlemi. Ta oblika zmanjša pretok zraka, ki vstopa s strani pod vozilom. Ker prekrivajo del koles, se ta deformirajoDejavniki tudi zmanjšajo turbulenco, ki jo povzroča interakcija med pnevmatikami in zrakom.
Zadnji deflektor
Zasnovan za motnjet zračni vrtinci zadaj, poenostavi zračni tok in tako zmanjša aerodinamični upor.
Torej, kateri materiali se uporabljajo za izdelavo deflektorjev in pokrovov na tovornjakih? Iz tega, kar sem zbral, je na zelo konkurenčnem trgu steklena vlakna (znana tudi kot plastika, ojačana s steklom ali GRP) priljubljena zaradi svoje lahke teže, visoke trdnosti, odpornosti proti koroziji in rzanesljivost med drugimi lastnostmi.
Steklena vlakna so kompozitni materiali, ki uporabljajo steklena vlakna in njihove izdelke (kot so tkanine iz steklenih vlaken, mat, preja itd.) kot ojačitev, s sintetično smolo, ki služi kot matrični material.
Deflektorji/pokrovi iz steklenih vlaken
Evropa je začela uporabljati steklena vlakna v avtomobilih že leta 1955 s poskusi na karoserijah modela STM-II. Leta 1970 je Japonska uporabila steklena vlakna za izdelavo okrasnih pokrovov za avtomobilska kolesa, leta 1971 pa je Suzuki izdelal pokrove motorja in blatnike iz steklenih vlaken. V petdesetih letih 20. stoletja je Združeno kraljestvo začelo uporabljati steklena vlakna, ki je nadomestilo prejšnje kompozitne kabine iz jekla in lesa, kot so tiste v Ford S21 in trikolesni avtomobili, ki so vozilom tiste dobe prinesli povsem nov in manj tog slog.
Doma na Kitajskem, nekaj mProizvajalci so opravili obsežno delo pri razvoju karoserij vozil iz steklenih vlaken. Na primer, FAW je zelo zgodaj uspešno razvil pokrove motorja iz steklenih vlaken in kabine z ravnim nosom in preklopno streho. Trenutno je uporaba izdelkov iz steklenih vlaken v srednjih in težkih tovornjakih na Kitajskem precej razširjena, vključno z motorjem z dolgim nosompokrovi, odbijači, sprednji pokrovi, strešni pokrovi kabine, stranske letve in deflektorji. Znani domači proizvajalec deflektorjev, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., je primer tega. Celo nekatere razkošne velike spalne kabine v občudovanih ameriških tovornjakih z dolgim nosom so narejene iz steklenih vlaken.
Lahka, visoka trdnost, korozija-odporen, pogosto uporabljen v vozilih
Zaradi nizkih stroškov, kratkega proizvodnega cikla in velike prilagodljivosti zasnove se materiali iz steklenih vlaken pogosto uporabljajo v številnih vidikih proizvodnje tovornjakov. Na primer, pred nekaj leti so domači tovornjaki imeli monotono in togo zasnovo, pri čemer je bil prilagojen zunanji slog neobičajen. S hitrim razvojem domačih avtocest, kih močno spodbudil prevoz na dolge razdalje, težave pri oblikovanju osebnega videza kabine iz celega jekla, visoki stroški oblikovanja kalupov in težave, kot so rja in puščanje v večpanelnih varjenih konstrukcijah, so številne proizvajalce pripeljale do tega, da so izbrali steklena vlakna za strešne pokrove kabin.
Trenutno veliko tovornjakov uporablja fiberglass materiali za sprednje pokrove in odbijače.
Za steklena vlakna je značilna lahka in visoka trdnost, z gostoto med 1,5 in 2,0. To je le približno četrtina do petina gostote ogljikovega jekla in celo nižja od gostote aluminija. V primerjavi z jeklom 08F ima steklena vlakna debeline 2,5 mm atrdnost enaka 1 mm debelemu jeklu. Poleg tega je steklena vlakna mogoče prilagodljivo oblikovati glede na potrebe, kar nudi boljšo splošno celovitost in odlično sposobnost izdelave. Omogoča prilagodljivo izbiro postopkov oblikovanja glede na obliko, namen in količino izdelka. Postopek oblikovanja je preprost, pogosto zahteva le en korak, material pa ima dobro odpornost proti koroziji. Odporen je na atmosferske razmere, vodo in običajne koncentracije kislin, baz in soli. Zato veliko tovornjakov trenutno uporablja materiale iz steklenih vlaken za sprednje odbijače, sprednje pokrove, stranske pragove in deflektorje.
Čas objave: Jan-02-2024
