Mezi nekovové materiály používané v automobilech patří plasty, pryž, lepicí tmely, třecí materiály, tkaniny, sklo a další materiály. Tyto materiály zahrnují různá průmyslová odvětví, jako je petrochemie, lehký průmysl, textil a stavební materiály. Proto je aplikace nekovových materiálů v automobilech odrazem spolkombinuje ekonomickou a technologickou sílu a také zahrnuje širokou škálu technologických vývojových a aplikačních schopností v souvisejících odvětvích.
V současné době otěže skleněných vlákennucené kompozitní materiály používané v automobilech zahrnují termoplasty vyztužené skleněnými vlákny (QFRTP), termoplasty vyztužené skleněnými vlákny (GMT), směsi pro formování plechů (SMC), materiály pro přetlačování pryskyřice (RTM) a ručně kladené produkty FRP.
Hlavní vyztužení skleněnými vláknyMezi plasty používané v automobilech v současnosti patří polypropylen vyztužený skelnými vlákny (PP), polyamid 66 vyztužený skelnými vlákny (PA66) nebo PA6 a v menší míře materiály PBT a PPO.
Výrobky z vyztuženého PP (polypropylenu) se vyznačují vysokou tuhostí a houževnatostí a jejich mechanické vlastnosti lze několikanásobně i mnohonásobně zlepšit. Vyztužený PP se používá v oblastech sjako je kancelářský nábytek, například v dětských židlích s vysokým opěradlem a kancelářských židlích; používá se také v axiálních a odstředivých ventilátorech v chladicích zařízeních, jako jsou chladničky a klimatizace.
Vyztužené PA (polyamidové) materiály se již používají v osobních i užitkových vozidlech, typicky pro výrobu malých funkčních dílů. Příklady zahrnují ochranné kryty těles zámků, pojistné klíny, zapuštěné matice, pedály plynu, kryty řazení a otevírací rukojeti. Pokud je materiál zvolený výrobcem dílu nestabilníkvalita, nevhodný výrobní postup nebo materiál není řádně vysušen, může dojít k prasknutí slabých částí výrobku.
S automatemVzhledem k rostoucí poptávce průmyslu po lehkých a ekologických materiálech se zahraniční automobilový průmysl přiklání více k používání materiálů GMT (termoplasty se skleněnou rohoží), aby vyhovovaly potřebám konstrukčních součástí. Je to způsobeno především vynikající houževnatostí GMT, krátkým tvarovacím cyklem, vysokou efektivitou výroby, nízkými náklady na zpracování a neznečišťující povahou, díky čemuž je jedním z materiálů 21. století. GMT se používá především při výrobě multifunkčních držáků, držáků palubní desky, rámů sedadel, krytů motoru a držáků baterií v osobních vozidlech. Například Audi A6 a A4, které v současnosti vyrábí FAW-Volkswagen, používají materiály GMT, ale nedosáhly lokalizované výroby.
Zlepšit celkovou kvalitu automobilů, dohnat mezinárodní pokročilé úrovně a dosáhnoutSnížení hmotnosti, snížení vibrací a snížení hluku provedly domácí jednotky výzkum výroby a procesů lisování výrobků z materiálů GMT. Disponují kapacitou pro hromadnou výrobu materiálů GMT a v Jiangyin, Jiangsu, byla postavena výrobní linka s roční produkcí 3000 tun materiálu GMT. Tuzemští výrobci automobilů také používají materiály GMT při návrhu některých modelů a zahájili sériovou zkušební výrobu.
Formovací hmota (SMC) je důležitý termosetový plast vyztužený skelnými vlákny. Díky svému vynikajícímu výkonu, schopnosti výroby ve velkém měřítku a schopnosti dosáhnout povrchů třídy A je široce používán v automobilech. V současné době je aplikacezahraniční materiály SMC v automobilovém průmyslu zaznamenaly nový pokrok. Hlavní použití SMC v automobilech je v panelech karoserie, což představuje 70 % použití SMC. Nejrychleji roste u konstrukčních dílů a dílů převodovky. Očekává se, že v příštích pěti letech se využití SMC v automobilech zvýší o 22 % na 71 %, zatímco v ostatních odvětvích bude růst o 13 % až 35 %.
Stav aplikaces a vývojové trendy
1.High-content skelnými vlákny vyztužená hmota pro výrobu fólií (SMC) se stále více používá v automobilových konstrukčních součástech. Poprvé byl demonstrován v konstrukčních dílech na dvou modelech Ford (Explorer a Ranger) v roce 1995. Díky své multifunkčnosti je široce považován za výhodný v konstrukčním návrhu, což vede k jeho širokému použití v automobilových přístrojových deskách, systémech řízení, systémech chladičů a systémech elektronických zařízení.
Horní a spodní držáky lisované americkou společností Budd využívají kompozitní materiál obsahující 40 % skleněných vláken v nenasyceném polyesteru. Tato dvoudílná přední konstrukce splňuje požadavky uživatelů, přičemž přední část spodní kabiny se rozšiřuje dopředu. Horní braketa je upevněna na přední kapotě a přední konstrukci karoserie, zatímco spodní držák pracuje ve spojení s chladicím systémem. Tyto dva držáky jsou propojeny a spolupracují s krytem vozu a konstrukcí karoserie, aby stabilizovaly přední část.
2. Aplikace materiálů Sheet Molding Compound (SMC) s nízkou hustotou: SMC s nízkou hustotou má specifickou hmotnosty 1,3 a praktické aplikace a testy ukázaly, že je o 30 % lehčí než standardní SMC, který má měrnou hmotnost 1,9. Použití tohoto SMC s nízkou hustotou může snížit hmotnost dílů o přibližně 45% ve srovnání s podobnými díly vyrobenými z oceli. Všechny vnitřní panely a nové střešní interiéry modelu Corvette '99 od General Motors v USA jsou vyrobeny z SMC s nízkou hustotou. Kromě toho se SMC s nízkou hustotou používá také ve dveřích automobilů, kapotách motoru a vících kufru.
3. Mezi další aplikace SMC v automobilech, kromě již zmíněných nových použití, patří výroba varionám další díly. Patří mezi ně dveře kabiny, nafukovací střechy, skelety nárazníků, nákladové dveře, sluneční clony, panely karoserie, střešní odvodňovací trubky, boční lišty přístřešku a boxy nákladních automobilů, mezi nimiž je největší využití ve vnějších panelech karoserie. Pokud jde o stav domácí aplikace, se zavedením technologie výroby osobních automobilů v Číně byla SMC poprvé přijata v osobních vozidlech, používaná hlavně v prostorech pro náhradní pneumatiky a skeletech nárazníků. V současné době se také používá v užitkových vozidlech pro díly, jako jsou krycí desky vzpěr, expanzní nádrže, svorky rychlosti linky, velké/malé přepážky, sestavy krytu sání vzduchu a další.
Kompozitní materiál GFRPAutomobilové listové pružiny
Metoda Resin Transfer Molding (RTM) zahrnuje lisování pryskyřice do uzavřené formy obsahující skleněná vlákna a následné vytvrzení při pokojové teplotě nebo teplem. Ve srovnání s Sheet Molding Compound (SMC) metoda, RTM nabízí jednodušší výrobní zařízení, nižší náklady na formy a vynikající fyzikální vlastnosti výrobků, ale je vhodná pouze pro střední a malosériovou výrobu. V současné době se automobilové díly vyráběné v zahraničí metodou RTM rozšířily na celokarosové krytiny. Naproti tomu na domácím trhu v Číně je technologie lisování RTM pro výrobu automobilových dílů stále ve fázi vývoje a výzkumu a snaží se dosáhnout úrovně výroby podobných zahraničních produktů, pokud jde o mechanické vlastnosti surovin, dobu vytvrzování a specifikace hotového výrobku. Automobilové díly vyvinuté a zkoumané v tuzemsku pomocí metody RTM zahrnují čelní skla, zadní výklopné dveře, difuzory, střechy, nárazníky a zadní zvedací dveře pro vozy Fukang.
Jak však rychleji a efektivněji aplikovat proces RTM na automobily, vyžaduje sePožadavky na materiály pro strukturu produktu, úroveň materiálového výkonu, standardy hodnocení a dosažení povrchů třídy A jsou problémy, které v automobilovém průmyslu vyvolávají obavy. To jsou také předpoklady pro široké přijetí RTM ve výrobě automobilových dílů.
Proč FRP
Z pohledu výrobců automobilů jsou FRP (Fibre Reinforced Plastics) oproti jinýmer materiály, je velmi atraktivním alternativním materiálem. Vezměme si jako příklady SMC/BMC (Sheet Molding Compound/Bulk Molding Compound):
* Úspora hmotnosti
* Integrace komponent
* Flexibilita designu
* Výrazně nižší investice
* Usnadňuje integraci anténních systémů
* Rozměrová stabilita (nízký koeficient lineární tepelné roztažnosti, srovnatelný s ocelí)
* Udržuje vysoký mechanický výkon při vysokých teplotách
Kompatibilní s E-coating (elektronické lakování)
Řidiči nákladních vozidel dobře vědí, že odpor vzduchu, známý také jako odpor, byl vždy významnou adversary pro kamiony. Velká přední plocha nákladních vozidel, vysoký podvozek a čtvercový tvar přívěsů je činí zvláště náchylnými na odpor vzduchu.
Abychom působiliodpor vzduchu, který nevyhnutelně zvyšuje zatížení motoru, čím vyšší otáčky, tím větší odpor. Zvýšené zatížení v důsledku odporu vzduchu vede k vyšší spotřebě paliva. Aby se snížil odpor větru, který pociťují nákladní automobily, a tím i spotřeba paliva, inženýři si lámali hlavu. Kromě aerodynamických návrhů kabiny bylo přidáno mnoho zařízení pro snížení odporu vzduchu na rámu a zadní části přívěsu. Jaká jsou tato zařízení určená ke snížení odporu větru u nákladních vozidel?
Střešní/boční deflektory
Střecha a boční deflektory jsou primárně navrženy tak, aby zabránily větru přímo narážet na čtvercový nákladový box a přesměrovaly většinu vzduchu tak, aby plynule proudil přes a kolem horní a boční části přívěsu, spíše než aby přímo narážel na přední část přívěsu. stezkaer, což způsobuje značný odpor. Správně natočené a výškově nastavené deflektory mohou značně snížit odpor způsobený přívěsem.
Boční sukně do auta
Boční prahy na vozidle slouží k vyhlazení boků podvozku a hladce jej integrují s karoserií vozu. Zakrývají prvky, jako jsou postranní plynové nádrže a palivové nádrže, čímž se zmenšuje jejich přední plocha vystavená větru, čímž se usnadňuje proudění vzduchu bez vytváření turbulencí.
Nízko umístěný Bumper
Dolů se rozšiřující nárazník snižuje proudění vzduchu vstupující pod vozidlo, což pomáhá snižovat odpor vytvářený třením mezi podvozkem a podvozkem.vzduch. Některé nárazníky s vodicími otvory navíc nejen snižují odpor větru, ale také směřují proudění vzduchu směrem k brzdovým bubnům nebo brzdovým kotoučům, čímž napomáhají chlazení brzdového systému vozidla.
Boční deflektory nákladního boxu
Deflektory na bocích nákladového prostoru zakrývají část kol a snižují vzdálenost mezi nákladovým prostorem a zemí. Tato konstrukce snižuje proudění vzduchu vstupujícího ze stran pod vozidlo. Protože zakrývají část kol, tyto se prohýbajífaktory také snižují turbulence způsobené interakcí mezi pneumatikami a vzduchem.
Zadní deflektor
Navrženo k narušenít vzduchové víry v zadní části, usměrňuje proudění vzduchu, čímž snižuje aerodynamický odpor.
Jaké materiály se tedy používají k výrobě deflektorů a krytů na nákladních vozidlech? Z toho, co jsem shromáždil, na vysoce konkurenčním trhu je sklolaminát (také známý jako plast vyztužený sklem nebo GRP) oblíbený pro svou lehkost, vysokou pevnost, odolnost proti korozi a r.spolehlivost mimo jiné vlastnosti.
Sklolaminát je kompozitní materiál, který využívá skleněná vlákna a jejich produkty (jako tkanina ze skleněných vláken, rohož, příze atd.) jako výztuž, přičemž jako matricový materiál slouží syntetická pryskyřice.
Sklolaminátové deflektory/kryty
Evropa začala používat sklolaminát v automobilech již v roce 1955 pomocí zkoušek na karoseriích modelů STM-II. V roce 1970 Japonsko použilo sklolaminát k výrobě ozdobných krytů kol automobilů a v roce 1971 Suzuki vyrobilo kryty motoru a blatníky ze sklolaminátu. V 50. letech 20. století začala Velká Británie používat sklolaminát, který nahradil předchozí kabiny z ocelového a dřevěného kompozitu, jako jsou kabiny Ford S21 a tříkolové vozy, které přinesly do vozidel té doby zcela nový a méně tuhý styl.
Doma v Číně někteří mVýrobci odvedli rozsáhlou práci při vývoji karoserií vozidel ze skleněných vláken. Společnost FAW například poměrně brzy úspěšně vyvinula sklolaminátové kryty motoru a kabiny s plochým nosem a sklopnou střechou. V současné době je použití sklolaminátových výrobků ve středních a těžkých nákladních vozidlech v Číně poměrně rozšířené, včetně motoru s dlouhými nosykryty, nárazníky, přední kryty, kryty střechy kabiny, boční zástěny a deflektory. Známý domácí výrobce deflektorů, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., je toho příkladem. I některé z luxusních velkých spacích kabin v obdivovaných amerických náklaďácích s dlouhým nosem jsou vyrobeny ze sklolaminátu.
Lehký, vysoce pevný, koroze-odolné, široce používané ve vozidlech
Díky nízkým nákladům, krátkému výrobnímu cyklu a silné konstrukční flexibilitě jsou sklolaminátové materiály široce používány v mnoha aspektech výroby nákladních vozidel. Například před několika lety měla domácí nákladní vozidla monotónní a tuhý design, přičemž personalizovaný vnější styl nebyl obvyklý. S rychlým rozvojem tuzemských dálnic, kteréh výrazně stimulovaná dálková přeprava, potíže s vytvářením personalizovaného vzhledu kabiny z celé oceli, vysoké náklady na design forem a problémy jako rez a netěsnosti ve vícepanelových svařovaných konstrukcích vedly mnoho výrobců k výběru sklolaminátu pro kryty střech kabiny.
V současné době mnoho nákladních vozidel používá fimateriály berglass pro přední kryty a nárazníky.
Sklolaminát se vyznačuje svou nízkou hmotností a vysokou pevností s hustotou v rozmezí 1,5 až 2,0. To je jen asi čtvrtina až pětina hustoty uhlíkové oceli a dokonce nižší než hustota hliníku. Ve srovnání s ocelí 08F má sklolaminát o tloušťce 2,5 mm apevnost ekvivalentní oceli o tloušťce 1 mm. Kromě toho lze sklolaminát flexibilně navrhovat podle potřeb, nabízí lepší celkovou integritu a vynikající vyrobitelnost. Umožňuje flexibilní výběr procesů formování na základě tvaru, účelu a množství produktu. Proces lisování je jednoduchý, často vyžaduje pouze jeden krok a materiál má dobrou odolnost proti korozi. Dokáže odolat atmosférickým podmínkám, vodě a běžným koncentracím kyselin, zásad a solí. Proto mnoho nákladních vozidel v současné době používá sklolaminátové materiály pro přední nárazníky, přední kryty, boční prahy a deflektory.
Čas odeslání: leden-02-2024
