Medzi nekovové materiály používané v automobiloch patria plasty, guma, lepiace tmely, trecie materiály, tkaniny, sklo a iné materiály. Tieto materiály zahŕňajú rôzne priemyselné odvetvia, ako je petrochemický priemysel, ľahký priemysel, textil a stavebné materiály. Preto je aplikácia nekovových materiálov v automobiloch odrazom spolspája ekonomickú a technologickú silu a zahŕňa aj širokú škálu technologických vývojových a aplikačných schopností v súvisiacich odvetviach.
V súčasnosti je oprata zo sklenených vlákienvynútené kompozitné materiály používané v automobiloch zahŕňajú termoplasty vystužené sklenenými vláknami (QFRTP), termoplasty vystužené sklenenými vláknami (GMT), zmesi na formovanie fólií (SMC), materiály na prenos živice (RTM) a ručne kladené produkty FRP.
Hlavná výstuž zo sklenených vlákienMedzi plasty používané v automobiloch v súčasnosti patria polypropylén vystužený sklenenými vláknami (PP), polyamid 66 vystužený sklenenými vláknami (PA66) alebo PA6 a v menšom rozsahu materiály PBT a PPO.
Vystužené PP (polypropylénové) výrobky majú vysokú tuhosť a húževnatosť a ich mechanické vlastnosti sa môžu niekoľkonásobne, dokonca aj niekoľkonásobne zlepšiť. Vystužený PP sa používa v priestoroch sako napríklad kancelársky nábytok, napríklad detské stoličky s vysokým operadlom a kancelárske stoličky; používa sa aj v axiálnych a odstredivých ventilátoroch v rámci chladiacich zariadení, ako sú chladničky a klimatizácie.
Vystužené PA (polyamidové) materiály sa už používajú v osobných aj úžitkových vozidlách, typicky na výrobu malých funkčných dielov. Príklady zahŕňajú ochranné kryty telies zámkov, poistné kliny, zapustené matice, plynové pedály, kryty radiacej páky a otváracie rukoväte. Ak je materiál vybraný výrobcom dielu nestabilnýkvalita, nevhodný výrobný proces alebo materiál nie je správne vysušený, môže dôjsť k prasknutiu slabých častí výrobku.
S automatomVzhľadom na rastúci dopyt výrobného odvetvia po ľahkých a ekologických materiáloch sa zahraničný automobilový priemysel prikláňa viac k používaniu materiálov GMT (termoplasty so sklenenou rohožou) na uspokojenie potrieb konštrukčných komponentov. Je to hlavne vďaka vynikajúcej húževnatosti GMT, krátkemu lisovaciemu cyklu, vysokej efektívnosti výroby, nízkym nákladom na spracovanie a neznečisťujúcej povahe, vďaka čomu je jedným z materiálov 21. storočia. GMT sa primárne používa pri výrobe multifunkčných držiakov, držiakov palubnej dosky, rámov sedadiel, krytov motora a držiakov batérií v osobných vozidlách. Napríklad Audi A6 a A4, ktoré v súčasnosti vyrába FAW-Volkswagen, používajú materiály GMT, ale nedosiahli lokálnu výrobu.
Zlepšiť celkovú kvalitu automobilov tak, aby dobehli medzinárodné pokročilé úrovne a dosiahliV oblasti znižovania hmotnosti, znižovania vibrácií a hlučnosti vykonali domáce jednotky výskum výroby a procesov formovania produktov GMT materiálov. Majú kapacitu na hromadnú výrobu GMT materiálov a v Jiangyin, Jiangsu, bola postavená výrobná linka s ročnou produkciou 3000 ton GMT materiálu. Domáci výrobcovia automobilov tiež používajú materiály GMT pri navrhovaní niektorých modelov a začali sériovú skúšobnú výrobu.
Formovacia hmota (SMC) je dôležitý termosetový plast vystužený sklenenými vláknami. Vďaka svojmu vynikajúcemu výkonu, schopnosti výroby vo veľkom meradle a schopnosti dosiahnuť povrchy triedy A sa vo veľkej miere používa v automobiloch. V súčasnosti aplikáciazahraničné materiály SMC v automobilovom priemysle zaznamenali nový pokrok. Hlavné použitie SMC v automobiloch je v paneloch karosérie, čo predstavuje 70 % použitia SMC. Najrýchlejší rast je v konštrukčných komponentoch a častiach prevodovky. V nasledujúcich piatich rokoch sa očakáva nárast používania SMC v automobiloch o 22 % na 71 %, zatiaľ čo v ostatných odvetviach bude rast o 13 % až 35 %.
Stav aplikácies a Vývojové trendy
1. Vysokoobsahová zmes na výrobu fólií vystužená sklenenými vláknami (SMC) sa čoraz viac používa v konštrukčných komponentoch automobilov. Prvýkrát bol demonštrovaný v konštrukčných častiach na dvoch modeloch Ford (Explorer a Ranger) v roku 1995. Vďaka svojej multifunkčnosti sa všeobecne považuje za výhodu v konštrukčnom dizajne, čo vedie k jeho širokému použitiu v automobilových prístrojových doskách, riadiacich systémoch, radiátorových systémoch a systémoch elektronických zariadení.
Horné a spodné držiaky lisované americkou spoločnosťou Budd využívajú kompozitný materiál obsahujúci 40% sklenených vlákien v nenasýtenom polyestere. Táto dvojdielna konštrukcia prednej časti spĺňa požiadavky používateľov, pričom predná časť spodnej kabíny sa rozširuje dopredu. Horný brakus je upevnený na prednej kapote a prednej konštrukcii karosérie, zatiaľ čo spodná konzola funguje v spojení s chladiacim systémom. Tieto dva držiaky sú vzájomne prepojené a spolupracujú s krytom auta a konštrukciou karosérie, aby stabilizovali prednú časť.
2. Aplikácia materiálov Sheet Molding Compound (SMC) s nízkou hustotou: SMC s nízkou hustotou má špecifickú hmotnosťy 1,3 a praktické aplikácie a testy ukázali, že je o 30 % ľahší ako štandardný SMC, ktorý má špecifickú hmotnosť 1,9. Použitie tohto SMC s nízkou hustotou môže znížiť hmotnosť dielov o približne 45% v porovnaní s podobnými dielmi vyrobenými z ocele. Všetky vnútorné panely a nové interiéry strechy modelu Corvette '99 od General Motors v USA sú vyrobené z SMC s nízkou hustotou. Okrem toho sa SMC s nízkou hustotou používa aj vo dverách automobilov, kapotách motora a krytoch kufra.
3. Ďalšie aplikácie SMC v automobiloch, okrem nových použití uvedených vyššie, zahŕňajú výrobu varianám ďalšie časti. Patria sem dvere kabíny, nafukovacie strechy, skelety nárazníkov, nákladné dvere, slnečné clony, panely karosérie, strešné odvodňovacie potrubia, bočné lišty prístreškov a boxy na nákladné autá, medzi ktorými je najväčšie využitie vo vonkajších paneloch karosérie. Pokiaľ ide o stav domácej aplikácie, so zavedením technológie výroby osobných automobilov v Číne bol SMC prvýkrát prijatý v osobných vozidlách, ktoré sa používajú najmä v priestoroch pre náhradné pneumatiky a skeletoch nárazníkov. V súčasnosti sa používa aj v úžitkových vozidlách na diely, ako sú krycie dosky vzpery, expanzné nádrže, svorky rýchlosti linky, veľké/malé priečky, zostavy krytu nasávania vzduchu a ďalšie.
Kompozitný materiál GFRPAutomobilové listové pružiny
Metóda Resin Transfer Molding (RTM) zahŕňa lisovanie živice do uzavretej formy obsahujúcej sklenené vlákna s následným vytvrdzovaním pri izbovej teplote alebo teplom. V porovnaní s Sheet Molding Compound (SMC) metóda, RTM ponúka jednoduchšie výrobné zariadenia, nižšie náklady na formy a vynikajúce fyzikálne vlastnosti produktov, ale je vhodná len pre strednú a malosériovú výrobu. V súčasnosti sa automobilové diely vyrábané v zahraničí metódou RTM rozšírili na celokarosové krytiny. Na rozdiel od toho, na domácom trhu v Číne je technológia lisovania RTM na výrobu automobilových dielov stále vo fáze vývoja a výskumu, pričom sa snaží dosiahnuť úroveň výroby podobných zahraničných výrobkov, pokiaľ ide o mechanické vlastnosti surovín, čas vytvrdzovania a špecifikácie hotového výrobku. Automobilové diely vyvinuté a skúmané doma pomocou metódy RTM zahŕňajú čelné sklá, zadné dvere batožinového priestoru, difúzory, strechy, nárazníky a zadné zdvíhacie dvere pre autá Fukang.
Ako však rýchlejšie a efektívnejšie aplikovať proces RTM na automobily, vyžaduje saPožiadavky materiálov na štruktúru produktu, úroveň materiálového výkonu, hodnotiace štandardy a dosiahnutie povrchov triedy A sú problémami v automobilovom priemysle. To sú tiež predpoklady pre široké prijatie RTM vo výrobe automobilových dielov.
Prečo FRP
Z pohľadu výrobcov automobilov sú FRP (Fibre Reinforced Plastics) v porovnaní s inýmier materiály, je veľmi atraktívnym alternatívnym materiálom. Ako príklad uvedieme SMC/BMC (zmes na formovanie plechu/zmes na hromadné formovanie):
* Úspora hmotnosti
* Integrácia komponentov
* Flexibilita dizajnu
* Výrazne nižšia investícia
* Uľahčuje integráciu anténnych systémov
* Rozmerová stabilita (nízky koeficient lineárnej tepelnej rozťažnosti, porovnateľný s oceľou)
* Udržuje vysoký mechanický výkon pri vysokých teplotách
Kompatibilný s E-coating (elektronické lakovanie)
Vodiči nákladných vozidiel si dobre uvedomujú, že odpor vzduchu, známy aj ako odpor, bol vždy významným adversary pre nákladné autá. Veľká predná plocha nákladných vozidiel, vysoký podvozok a prívesy štvorcového tvaru ich robia obzvlášť náchylnými na odpor vzduchu.
Kontrovaťodpor vzduchu, ktorý nevyhnutne zvyšuje zaťaženie motora, čím vyššie otáčky, tým väčší odpor. Zvýšené zaťaženie v dôsledku odporu vzduchu vedie k vyššej spotrebe paliva. Aby sa znížil odpor vetra, s ktorým sa stretávajú nákladné autá, a tým aj spotreba paliva, inžinieri si polámali hlavu. Okrem aerodynamického dizajnu kabíny bolo pridaných mnoho zariadení na zníženie odporu vzduchu na ráme a zadnej časti prívesu. Aké sú tieto zariadenia určené na zníženie odporu vetra na nákladných autách?
Strešné/bočné deflektory
Strecha a bočné deflektory sú primárne navrhnuté tak, aby zabránili vetru priamo narážať do štvorcového nákladného boxu a presmerovali väčšinu vzduchu tak, aby plynulo prúdil ponad a okolo hornej a bočnej časti prívesu, namiesto toho, aby priamo narážal na prednú časť prívesu. chodníker, čo spôsobuje značný odpor. Správne naklonené a výškovo nastavené deflektory môžu výrazne znížiť odpor, ktorý príves spôsobuje.
Bočné sukne do auta
Bočné prahy na vozidle slúžia na vyhladenie bokov podvozku a hladko ho integrujú s karosériou auta. Zakrývajú prvky, ako sú bočné plynové nádrže a palivové nádrže, čím sa zmenšuje ich čelná plocha vystavená vetru, čím sa uľahčí plynulejšie prúdenie vzduchu bez vytvárania turbulencií.
Nízko umiestnený Bumper
Nadol sa rozširujúci nárazník znižuje prúdenie vzduchu vstupujúceho pod vozidlo, čo pomáha znižovať odpor spôsobený trením medzi podvozkom avzduchu. Niektoré nárazníky s vodiacimi otvormi navyše nielen znižujú odpor vetra, ale tiež smerujú prúdenie vzduchu smerom k brzdovým bubnom alebo brzdovým kotúčom, čím napomáhajú chladeniu brzdového systému vozidla.
Bočné deflektory nákladnej skrine
Deflektory na bokoch nákladného boxu zakrývajú časť kolies a zmenšujú vzdialenosť medzi nákladným priestorom a zemou. Táto konštrukcia znižuje prúdenie vzduchu vstupujúceho zo strán pod vozidlo. Keďže zakrývajú časť kolies, tieto sa odkláňajúfaktory tiež znižujú turbulencie spôsobené interakciou medzi pneumatikami a vzduchom.
Zadný deflektor
Navrhnuté na narušeniet vzduchové víry v zadnej časti, zefektívňuje prúdenie vzduchu, čím znižuje aerodynamický odpor.
Aké materiály sa teda používajú na výrobu deflektorov a krytov na nákladných autách? Z toho, čo som zhromaždil, na vysoko konkurenčnom trhu je sklolaminát (tiež známy ako sklom vystužený plast alebo GRP) obľúbený pre svoju nízku hmotnosť, vysokú pevnosť, odolnosť proti korózii a r.spoľahlivosť medzi inými vlastnosťami.
Sklolaminát je kompozitný materiál, ktorý používa sklenené vlákna a ich produkty (ako tkanina zo sklenených vlákien, rohož, priadza atď.) ako výstuž, pričom ako materiál matrice slúži syntetická živica.
Deflektory/kryty zo sklenených vlákien
Európa začala používať sklolaminát v automobiloch už v roku 1955 testovaním karosérií modelov STM-II. V roku 1970 Japonsko použilo sklolaminát na výrobu ozdobných krytov kolies automobilov a v roku 1971 Suzuki vyrobilo kryty motora a blatníky zo sklolaminátu. V 50-tych rokoch 20. storočia začalo Spojené kráľovstvo používať sklolaminát, ktorý nahradil predchádzajúce kabíny z oceľovo-dreveného kompozitu, ako napríklad kabíny Ford S21 a trojkolesové autá, ktoré priniesli do vozidiel tej doby úplne nový a menej tuhý štýl.
Doma v Číne niektorí mvýrobcovia vykonali rozsiahlu prácu pri vývoji karosérií vozidiel zo sklenených vlákien. Napríklad FAW pomerne skoro úspešne vyvinul sklolaminátové kryty motora a kabíny s plochým nosom a vyklápacím vrchom. V súčasnosti je používanie výrobkov zo sklenených vlákien v stredných a ťažkých nákladných vozidlách v Číne pomerne rozšírené, vrátane motora s dlhým nosomkryty, nárazníky, predné kryty, kryty strechy kabíny, bočné prahy a deflektory. Známy domáci výrobca deflektorov, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., je toho príkladom. Dokonca aj niektoré z luxusných veľkých spacích kabín v obdivovaných amerických kamiónoch s dlhým nosom sú vyrobené zo sklolaminátu.
Ľahký, vysoko pevný, korózny-odolný, široko používaný vo vozidlách
Vďaka nízkym nákladom, krátkemu výrobnému cyklu a vysokej flexibilite dizajnu sa materiály zo sklenených vlákien široko používajú v mnohých aspektoch výroby nákladných vozidiel. Napríklad pred niekoľkými rokmi mali domáce nákladné autá monotónny a pevný dizajn, pričom personalizovaný vonkajší štýl nebol bežný. S prudkým rozvojom domácich diaľnic, ktoréh výrazne stimulovaná diaľková doprava, ťažkosti pri vytváraní prispôsobeného vzhľadu kabíny z celej ocele, vysoké náklady na dizajn foriem a problémy ako hrdza a netesnosti vo viacpanelových zváraných konštrukciách viedli mnohých výrobcov k výberu sklolaminátu na strešné kryty kabín.
V súčasnosti veľa nákladných vozidiel používa fimateriály berglass pre predné kryty a nárazníky.
Sklolaminát sa vyznačuje nízkou hmotnosťou a vysokou pevnosťou s hustotou medzi 1,5 a 2,0. To je len asi štvrtina až pätina hustoty uhlíkovej ocele a dokonca nižšia ako hustota hliníka. V porovnaní s oceľou 08F má sklolaminát s hrúbkou 2,5 mm apevnosť ekvivalentná 1 mm hrubej ocele. Okrem toho môže byť sklolaminát flexibilne navrhnutý podľa potrieb, ponúka lepšiu celkovú integritu a vynikajúcu vyrobiteľnosť. Umožňuje flexibilný výber procesov formovania na základe tvaru, účelu a množstva produktu. Proces formovania je jednoduchý, často vyžaduje iba jeden krok a materiál má dobrú odolnosť proti korózii. Dokáže odolávať atmosférickým podmienkam, vode a bežným koncentráciám kyselín, zásad a solí. Preto mnohé nákladné vozidlá v súčasnosti používajú materiály zo sklenených vlákien na predné nárazníky, predné kryty, bočné prahy a deflektory.
Čas odoslania: Jan-02-2024
