Новини>

Застосування склопластикових композиційних матеріалів в легкових і вантажних автомобілях

Неметалічні матеріали, що використовуються в автомобілях, включають пластмаси, гуму, герметики, фрикційні матеріали, тканини, скло та інші матеріали.Ці матеріали охоплюють різні галузі промисловості, такі як нафтохімія, легка промисловість, текстиль та будівельні матеріали.Таким чином, застосування неметалевих матеріалів в автомобілях є відображенням співпраціпоєднання економічної та технологічної потужності, а також охоплює широкий спектр можливостей розвитку технологій і застосування у суміжних галузях.

В даний час керують скловолокномФорсовані композитні матеріали, що застосовуються в автомобілях, включають термопластики, армовані скловолокном (QFRTP), термопластики, армовані скловолокном (GMT), листові формовкові суміші (SMC), матеріали для формування смолою (RTM) і вироби з FRP ручного укладання.

Основний скловолоконний армПластмаси, що використовуються в автомобілях, наразі це армований скловолокном поліпропілен (PP), армований скловолокном поліамід 66 (PA66) або PA6, і в меншій мірі матеріали PBT і PPO.

avcsdb (1)

Вироби з армованого ПП (поліпропілену) мають високу жорсткість і в'язкість, а їх механічні властивості можна покращити в кілька разів, навіть багаторазово.Армований ПП використовується в зонах sнаприклад офісні меблі, наприклад дитячі крісла з високою спинкою та офісні крісла;він також використовується в осьових і відцентрових вентиляторах холодильного обладнання, наприклад холодильників і кондиціонерів.

Посилені ПА (поліамід) матеріали вже використовуються як у легкових, так і в комерційних транспортних засобах, як правило, для виготовлення невеликих функціональних деталей.Приклади включають захисні кришки для корпусів замків, страхувальні клини, вбудовані гайки, педалі газу, щитки перемикання передач і ручки відкривання.Якщо матеріал, обраний виробником деталі, нестабільнийякість, невідповідний виробничий процес або неправильно висушений матеріал, це може призвести до руйнування слабких частин виробу.

З автомУ зв’язку зі зростаючим попитом на легкі та екологічно чисті матеріали в іншій промисловості, іноземна автомобільна промисловість більше схиляється до використання матеріалів GMT (термопластики зі скла) для задоволення потреб у структурних компонентах.Це головним чином завдяки чудовій міцності GMT, короткому циклу формування, високій ефективності виробництва, низьким витратам на обробку та екологічності, що робить його одним із матеріалів 21 століття.GMT в основному використовується у виробництві багатофункціональних кронштейнів, кронштейнів панелі приладів, каркасів сидінь, захисних кожухів двигуна та кронштейнів акумуляторів у легкових автомобілях.Наприклад, Audi A6 і A4, які зараз виробляються FAW-Volkswagen, використовують матеріали GMT, але не досягли локального виробництва.

Покращити загальну якість автомобілів, щоб наздогнати міжнародні передові рівні та досягтиДля зменшення ваги, зменшення вібрації та шуму місцеві підрозділи провели дослідження процесів виробництва та формування виробів із матеріалів GMT.Вони мають потужності для масового виробництва матеріалів GMT, а виробнича лінія з річною продуктивністю 3000 тонн матеріалу GMT була побудована в Цзяньїні, Цзянсу.Вітчизняні автовиробники також використовують матеріали GMT у дизайні деяких моделей і розпочали серійне пробне виробництво.

Листова формувальна маса (SMC) є важливим термореактивним пластиком, армованим скловолокном.Завдяки чудовим характеристикам, можливостям великомасштабного виробництва та здатності досягати поверхонь класу А, він широко використовується в автомобілях.В даний час заява оіноземні матеріали SMC в автомобільній промисловості досягли нового прогресу.Основне використання SMC в автомобілях — це панелі кузова, на які припадає 70% використання SMC.Найшвидше зростання спостерігається в структурних компонентах і частинах трансмісії.У наступні п’ять років очікується, що використання SMC в автомобілях зросте на 22% до 71%, тоді як в інших галузях промисловості зростання становитиме від 13% до 35%.

Статус програмиS та тенденції розвитку

1. Листовий формовочний компаунд (SMC) з високим вмістом армованого скловолокном все частіше використовується в автомобільних конструкційних компонентах.Вперше він був продемонстрований у конструктивних частинах на двох моделях Ford (Explorer і Ranger) у 1995 році. Завдяки своїй багатофункціональності широко вважається, що він має переваги в структурному дизайні, що призводить до його широкого застосування в автомобільних приладових панелях, системах рульового управління, системах радіаторів і системах електронних пристроїв.

Верхній і нижній кронштейни, виготовлені американською компанією Budd, виготовлені з композитного матеріалу, що містить 40% скловолокна в ненасиченому поліефірі.Ця двокомпонентна передня конструкція відповідає вимогам користувачів, причому передня частина нижньої кабіни висувається вперед.Верхній бркронштейн кріпиться на передній купол і передню конструкцію кузова, а нижній кронштейн працює в поєднанні з системою охолодження.Ці два кронштейни з’єднані між собою та взаємодіють із куполом автомобіля та конструкцією кузова для стабілізації передньої частини.

2. Застосування матеріалів листової формовочної суміші (SMC) низької щільності: SMC низької щільності має питому вагуy 1,3, а практичне застосування та випробування показали, що він на 30% легший за стандартний SMC, який має питому вагу 1,9.Використання цього SMC низької щільності може зменшити вагу деталей приблизно на 45% порівняно з аналогічними деталями зі сталі.Усі внутрішні панелі та нові дахи моделі Corvette '99 від General Motors у США виготовлені з SMC низької щільності.Крім того, SMC низької щільності також використовується в дверях автомобілів, капотах двигунів і кришках багажників.

3. Інші застосування SMC в автомобілях, крім нових застосувань, згаданих раніше, включають виробництво варіаторівнам інші частини.До них відносяться двері кабіни, надувні дахи, скелети бамперів, вантажні двері, сонцезахисні козирки, панелі кузова, дренажні труби даху, бічні смуги автомобільних сараїв і бокси вантажівок, серед яких найбільше використання в зовнішніх панелях кузова.Що стосується статусу внутрішнього застосування, із запровадженням технології виробництва легкових автомобілів у Китаї, SMC вперше був застосований у легкових транспортних засобах, які в основному використовуються у відсіках для запасних шин і скелетах бамперів.В даний час він також використовується в комерційних транспортних засобах для таких деталей, як кришки амортизаторів, розширювальні баки, фіксатори швидкості лінії, великі/малі перегородки, кожухи повітрозабірника тощо.

avcsdb (2)

Композитний матеріал GFRPАвтомобільні листові пружини

Метод перенесення смоли (RTM) передбачає пресування смоли в закриту форму, що містить скловолокно, з подальшим затвердінням при кімнатній температурі або під дією тепла.У порівнянні з листом МолдіУ складному методі (SMC) RTM пропонує простіше виробниче обладнання, нижчі витрати на форму та чудові фізичні властивості продуктів, але він підходить лише для середнього та малого виробництва.В даний час автомобільні деталі, виготовлені методом RTM за кордоном, поширені на покриття всього кузова.Навпаки, у Китаї технологія лиття RTM для виробництва автомобільних деталей все ще знаходиться на стадії розробки та дослідження, прагнучи досягти рівня виробництва подібних іноземних продуктів щодо механічних властивостей сировини, часу затвердіння та специфікацій готової продукції.Автомобільні деталі, розроблені та досліджені всередині країни за допомогою методу RTM, включають лобове скло, задні двері багажника, дифузори, дахи, бампери та задні підйомні двері для автомобілів Fukang.

Однак, як швидше та ефективніше застосувати процес RTM до автомобілів, потрібнозміна матеріалів для структури продукту, рівень якості матеріалів, стандарти оцінки та досягнення поверхонь класу А є проблемами, що викликають занепокоєння в автомобільній промисловості.Це також є передумовами для широкого впровадження RTM у виробництві автомобільних деталей.

Чому FRP

З точки зору виробників автомобілів, FRP (армований волокном пластик) порівняно з іншимиer матеріалів, є дуже привабливим альтернативним матеріалом.Візьміть SMC/BMC (компаунд для листового формування/компаунд для масового формування) як приклади:

* Економія ваги
* Інтеграція компонентів
* Гнучкість дизайну
* Значно менші інвестиції
* Сприяє інтеграції антенних систем
* Стабільність розмірів (низький коефіцієнт лінійного теплового розширення, порівнянний зі сталлю)
* Зберігає високі механічні характеристики в умовах високої температури
Сумісний з E-coating (електронне фарбування)

avcsdb (3)

Водії вантажівок добре знають, що опір повітря, також відомий як опір, завжди був значним aДверсар для вантажних автомобілів.Велика фронтальна площа вантажівок, високе шасі та причепи квадратної форми роблять їх особливо чутливими до опору повітря.

Протидіятиопір повітря, що неминуче збільшує навантаження на двигун, чим вище швидкість, тим більше опір.Підвищене навантаження через опір повітря призводить до збільшення витрати палива.Щоб зменшити опір вітру, який відчувають вантажівки, і, таким чином, зменшити споживання палива, інженери поламали голову.На додаток до застосування аеродинамічних конструкцій для кабіни, було додано багато пристроїв для зменшення опору повітря на рамі та задній частині причепа.Які ці пристрої призначені для зменшення вітрового опору вантажівок?

Дах/бічні дефлектори

AVCSDB (4)

Дах і бічні дефлектори в основному призначені для запобігання прямому удару вітру по вантажному боксу квадратної форми, перенаправляючи більшу частину повітря, щоб плавно обтікати верхню та бічні частини причепа, а не впливати безпосередньо на передню частину причепа. стежкаer, що викликає значний опір.Правильно нахилені та відрегульовані по висоті дефлектори можуть значно зменшити опір, який створює причіп.

Стороні спідниці

AVCSDB (5)

Бічні пороги на транспортному засобі служать для згладжування боків шасі, плавно поєднуючи його з кузовом автомобіля.Вони охоплюють такі елементи, як встановлені збоку бензобаки та паливні баки, зменшуючи їх фронтальну площу, відкриту для вітру, таким чином сприяючи більш плавному потоку повітря без створення турбулентності.

Низько розташовані Bumper

Бампер, що висувається вниз, зменшує потік повітря, що надходить під автомобіль, що допомагає зменшити опір, який створюється тертям між шасі таповітря.Крім того, деякі бампери з направляючими отворами не тільки зменшують опір вітру, але й спрямовують потік повітря до гальмівних барабанів або гальмівних дисків, сприяючи охолодженню гальмівної системи автомобіля.

Бічні дефлектори багажника

Дефлектори з боків вантажного боксу закривають частину коліс і зменшують відстань між вантажним відсіком і землею.Ця конструкція зменшує потік повітря, що надходить з боків під транспортним засобом.Оскільки вони покривають частину коліс, вони деформуютьсяЦі фактори також зменшують турбулентність, спричинену взаємодією між шинами та повітрям.

Задній дефлектор

Створений, щоб руйнуватиt повітряні завихрення в задній частині спрощують потік повітря, тим самим зменшуючи аеродинамічний опір.

Отже, які матеріали використовуються для виготовлення дефлекторів і чохлів на вантажівках?З того, що я зрозумів, на висококонкурентному ринку скловолокно (також відоме як армований склопластиком або GRP) користується перевагою через його легкість, високу міцність, стійкість до корозії танадійність серед інших властивостей.

Скловолокно — це композиційний матеріал, який використовує скляні волокна та вироби з них (наприклад, склотканину, мат, пряжу тощо) як арматуру, а синтетична смола виступає як матеріал матриці.

avcsdb (6)

Склопластикові дефлектори/чохли

Європа почала використовувати скловолокно в автомобілях ще в 1955 році, під час випробувань на кузовах моделі STM-II.У 1970 році Японія використовувала скловолокно для виготовлення декоративних ковпаків для автомобільних коліс, а в 1971 році Suzuki виготовляла кришки двигуна і крила зі скловолокна.У 1950-х роках у Великій Британії почали використовувати скловолокно, замінивши попередні сталево-дерев’яні композитні кабіни, як-от у Ford S21 і триколісні автомобілі, які привнесли абсолютно новий і менш жорсткий стиль в транспортні засоби тієї епохи.

У Китаї деякі mВиробники провели велику роботу над розробкою кузовів зі скловолокна.Наприклад, FAW досить рано успішно розробила кришки двигуна зі скловолокна та пласкі кабіни з відкидним верхом.В даний час використання виробів зі скловолокна в середніх і важких вантажівках в Китаї досить широко поширене, включаючи двигуни з довгим носомчохли, бампери, передні кришки, кришки кабіни, пороги, дефлектори.Прикладом тому є відомий вітчизняний виробник дефлекторів Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd.Навіть деякі з розкішних великих спальних кабін у захоплених американських довгоносих вантажівках виготовлені зі скловолокна.

Легкий, високоміцний, корозійний-стійкий, широко використовується в транспортних засобах

Завдяки низькій вартості, короткому виробничому циклу та великій гнучкості конструкції скловолокно широко використовується у багатьох аспектах виробництва вантажівок.Наприклад, кілька років тому вітчизняні вантажівки мали одноманітний і жорсткий дизайн, а персоналізований зовнішній стиль був рідкістю.З бурхливим розвитком вітчизняних автомобільних доріг, якіh значно стимулював транспортування на далекі відстані, труднощі з формуванням персоналізованого зовнішнього вигляду кабіни з цільної сталі, високі витрати на проектування прес-форм, а також такі проблеми, як іржа та витоки в багатопанельних зварних конструкціях, спонукали багатьох виробників до вибору скловолокна для покриття даху кабіни.

AVCSDB (7)

В даний час багато вантажівок використовують fiматеріали berglass для передніх кришок і бамперів.

Скловолокно характеризується своєю легкою вагою та високою міцністю з щільністю від 1,5 до 2,0.Це лише приблизно від чверті до п’ятої щільності вуглецевої сталі і навіть менше, ніж у алюмінію.У порівнянні зі сталлю 08F, скловолокно товщиною 2,5 мм має aміцність еквівалентна сталі товщиною 1 мм.Крім того, скловолокно можна гнучко проектувати відповідно до потреб, пропонуючи кращу загальну цілісність і чудову технологічність.Це дозволяє гнучко вибирати процеси формування залежно від форми, призначення та кількості виробу.Процес формування простий, часто вимагає всього одного етапу, і матеріал має хорошу стійкість до корозії.Він може протистояти атмосферним умовам, воді та звичайним концентраціям кислот, лугів і солей.Тому в даний час багато вантажівок використовують скловолокно для передніх бамперів, передніх кришок, бічних порогів і дефлекторів.


Час публікації: 02 січня 2024 р