استفاده از مواد کامپوزیت فایبرگلاس در اتومبیل و کامیون

مواد غیر فلزی مورد استفاده در اتومبیل ها شامل پلاستیک ، لاستیک ، مهر و موم چسب ، مواد اصطکاک ، پارچه ، شیشه و سایر مواد است. این مواد شامل بخش های مختلف صنعتی مانند پتروشیمی ، صنعت نور ، منسوجات و مصالح ساختمانی است. بنابراین ، استفاده از مواد غیر فلزی در اتومبیل ها بازتابی از CO استقدرت اقتصادی و فن آوری مبهم ، و همچنین شامل طیف گسترده ای از توسعه فناوری و قابلیت های کاربردی در صنایع مرتبط است.

در حال حاضر ، فیبر شیشه ایمواد کامپوزیت اجباری اعمال شده در خودروها شامل ترموپلاستیک تقویت شده فیبر شیشه ای (QFRTP) ، ترموپلاستیک تقویت شده با فیبر شیشه ای (GMT) ، ترکیبات قالب ریزی ورق (SMC) ، مواد قالب گیری انتقال رزین (RTM) و محصولات FRP دستی است.

تقویت فیبر شیشه ای اصلیپلاستیک های CED مورد استفاده در خودروها در حال حاضر پلی پروپیلن تقویت شده با فیبر شیشه ای (PP) ، پلی آمید تقویت شده با فیبر شیشه ای 66 (PA66) یا PA6 و تا حدی کمتر مواد PBT و PPO هستند.

محصولات تقویت شده PP (پلی پروپیلن) دارای استحکام و سختی بالایی هستند و خصوصیات مکانیکی آنها می تواند چندین بار ، حتی چندین بار بهبود یابد. PP تقویت شده در مناطق S استفاده می شودبه عنوان مبلمان اداری ، به عنوان مثال در صندلی های پشتی کودکان و صندلی های اداری. همچنین در فن های محوری و گریز از مرکز در تجهیزات تبرید مانند یخچال و تهویه هوا استفاده می شود.

مواد تقویت شده PA (پلی آمید) در حال حاضر در هر دو وسیله نقلیه مسافر و تجاری استفاده می شود ، به طور معمول برای تولید قطعات کاربردی کوچک. مثالها شامل پوشش های محافظ برای اجسام قفل ، گوه های بیمه ، آجیل تعبیه شده ، پدال دریچه گاز ، نگهبانان شیفت دنده و دستگیره های باز است. اگر مواد انتخاب شده توسط سازنده قسمت ناپایدار باشدکیفیت ، فرآیند تولید نامناسب است ، یا مواد به درستی خشک نمی شوند ، می تواند منجر به شکستگی قطعات ضعیف در محصول شود.

با خودروتقاضای روزافزون صنعت Otive برای مواد سبک و سازگار با محیط زیست ، صنایع خودروهای خارجی بیشتر به سمت استفاده از مواد GMT (ترموپلاستیک شیشه ای) برای پاسخگویی به نیازهای اجزای ساختاری متمایل می شوند. این امر عمدتاً به دلیل چقرمگی عالی GMT ​​، چرخه قالب گیری کوتاه ، راندمان تولید بالا ، هزینه های پردازش کم و طبیعت غیر آلودگی است و آن را به یکی از مواد قرن بیست و یکم تبدیل می کند. GMT در درجه اول در تولید براکت های چند منظوره ، براکت های داشبورد ، قاب صندلی ، نگهبانان موتور و براکت های باتری در وسایل نقلیه مسافر استفاده می شود. به عنوان مثال ، Audi A6 و A4 که در حال حاضر توسط FAW-Volkswagen تولید شده است از مواد GMT استفاده می کنند ، اما به تولید محلی نرسیده اند.

برای بهبود کیفیت کلی خودروها برای دستیابی به سطح پیشرفته بین المللی و Achievکاهش وزن ، کاهش لرزش و کاهش نویز ، واحدهای خانگی تحقیقاتی در مورد فرآیند تولید و قالب بندی محصول مواد GMT انجام داده اند. آنها ظرفیت تولید انبوه مواد GMT را دارند و خط تولید با تولید سالانه 3000 تن مواد GMT در جیانگین ، جیانگسو ساخته شده است. تولید کنندگان اتومبیل داخلی همچنین در طراحی برخی از مدل ها از مواد GMT استفاده می کنند و تولید آزمایشی را آغاز کرده اند.

ترکیب قالب ورق (SMC) یک پلاستیک مهم ترموسالات تقویت شده با فیبر شیشه ای است. با توجه به عملکرد عالی ، توانایی تولید در مقیاس بزرگ و توانایی دستیابی به سطوح درجه A ، از آن به طور گسترده در اتومبیل استفاده شده است. در حال حاضر ، استفاده ازمواد SMC خارجی در صنعت خودرو پیشرفت جدیدی داشته است. استفاده اصلی SMC در اتومبیل در پنل های بدنه است که 70 ٪ از استفاده SMC را به خود اختصاص می دهد. سریعترین رشد در اجزای ساختاری و قطعات انتقال است. در پنج سال آینده ، پیش بینی می شود استفاده از SMC در اتومبیل 22 ٪ به 71 ٪ افزایش یابد ، در حالی که در صنایع دیگر ، رشد 13 ٪ تا 35 ٪ خواهد بود.

مجسمه کاربردیS و روندهای توسعه

1. ترکیب قالب ورق تقویت شده با فیبر شیشه ای با فشار خون (SMC) به طور فزاینده ای در اجزای ساختاری خودرو مورد استفاده قرار می گیرد. این اولین بار در قسمت های ساختاری در دو مدل فورد نشان داده شد (EXPLORER و RANGER) در سال 1995. به دلیل چند منظوره بودن آن ، به طور گسترده ای در طراحی ساختاری مزایایی در نظر گرفته می شود و منجر به کاربرد گسترده آن در داشبورد خودرو ، سیستم های فرمان ، سیستم های رادیاتور و سیستم های الکترونیکی می شود.

براکت های فوقانی و تحتانی که توسط شرکت آمریکایی Budd ساخته شده است از یک ماده کامپوزیت حاوی 40 ٪ فیبر شیشه ای در پلی استر اشباع نشده استفاده می کند. این ساختار جلوی دو تکه نیازهای کاربر را برآورده می کند ، با قسمت جلویی کابین پایین به جلو. BR فوقانیACKET بر روی سایبان جلوی و ساختار بدنه جلوی آن ثابت است ، در حالی که براکت پایین در رابطه با سیستم خنک کننده کار می کند. این دو براکت به هم پیوسته و با سایبان خودرو و ساختار بدن برای تثبیت قسمت جلویی همکاری می کنند.

2. استفاده از مواد تشکیل دهنده ورق با چگالی کم (SMC) مواد: SMC با چگالی کم دارای گرانشی خاص استy از 1.3 ، و برنامه های کاربردی و آزمایشات نشان داده اند که 30 ٪ سبک تر از SMC استاندارد است که دارای وزن مخصوص 1.9 است. با استفاده از این SMC با چگالی کم می تواند وزن قطعات را در حدود 45 ٪ در مقایسه با قطعات مشابه ساخته شده از فولاد کاهش دهد. تمام پانل های داخلی و فضای داخلی سقف جدید مدل Corvette '99 توسط جنرال موتورز در ایالات متحده از SMC با چگالی کم ساخته شده است. علاوه بر این ، SMC با چگالی کم نیز در درب های اتومبیل ، هود موتور و درب های تنه استفاده می شود.

3. سایر برنامه های SMC در اتومبیل ، فراتر از موارد جدید ذکر شده در ابتدا ، شامل تولید Vario استقسمت های دیگر ما این موارد شامل درهای کابین ، پشت بام های بادی ، اسکلت سپر ، درهای باری ، ویزورهای خورشید ، پانل های بدن ، لوله های زهکشی سقف ، نوارهای جانبی ریخته شده اتومبیل و جعبه های کامیون است که از این میان بزرگترین استفاده در پانل های بدن بیرونی است. با توجه به وضعیت کاربرد داخلی ، با معرفی فناوری تولید خودروهای مسافری در چین ، SMC برای اولین بار در وسایل نقلیه مسافر پذیرفته شد ، که عمدتاً در محفظه های تایر یدکی و اسکلت های سپر استفاده می شود. در حال حاضر ، همچنین در وسایل نقلیه تجاری برای قطعاتی مانند صفحات روکش اتاق بند ، مخازن انبساط ، گیره های سرعت خط ، پارتیشن های بزرگ/کوچک ، مجامع کفن ورودی هوا و موارد دیگر اعمال می شود.

مواد کامپوزیت GFRPچشمه های برگ اتومبیل

روش قالب گیری انتقال رزین (RTM) شامل فشار دادن رزین به قالب بسته حاوی الیاف شیشه ای است و به دنبال آن در دمای اتاق یا با گرما پخت می شود. در مقایسه با قالب ورقروش NG ترکیب (SMC) ، RTM تجهیزات تولید ساده تر ، هزینه های قالب پایین تر و خصوصیات فیزیکی عالی محصولات را ارائه می دهد ، اما فقط برای تولید در مقیاس متوسط ​​و کوچک مناسب است. در حال حاضر ، قطعات خودرو تولید شده با استفاده از روش RTM در خارج از کشور به پوشش های تمام بدن گسترش یافته است. در مقابل ، در داخل کشور در چین ، فناوری قالب گیری RTM برای تولید قطعات خودرو هنوز در مرحله توسعه و تحقیق است و در تلاش است تا از نظر خاصیت مکانیکی مواد اولیه ، زمان پخت و مشخصات محصول ، به سطح تولید محصولات خارجی مشابه برسد. قطعات خودرو که با استفاده از روش RTM در داخل کشور توسعه یافته و مورد بررسی قرار می گیرند شامل شیشه جلو ، درب عقب ، دیفیوزرها ، سقف ها ، ضربه گیر و درهای بلند کردن عقب برای اتومبیل های Fukang است.

با این حال ، چگونه سریعتر و به طور موثرتر فرآیند RTM را در خودروها ، Requi اعمال کنیممواردی از مواد برای ساختار محصول ، سطح عملکرد مواد ، استانداردهای ارزیابی و دستیابی به سطوح درجه A ، موضوعات مورد نگرانی در صنعت خودرو است. اینها همچنین پیش نیازهای پذیرش گسترده RTM در ساخت قطعات خودرو است.

چرا FRP

از منظر تولید کنندگان خودرو ، FRP (پلاستیک تقویت شده با فیبر) در مقایسه با Othمواد ER ، یک ماده جایگزین بسیار جذاب است. مصرف SMC/BMC (ترکیب قالب ورق/ترکیب قالب فله) به عنوان نمونه:

* پس انداز وزن
* ادغام مؤلفه
* انعطاف پذیری طراحی
* سرمایه گذاری قابل توجهی پایین تر
* ادغام سیستم های آنتن را تسهیل می کند
* پایداری بعدی (ضریب کم انبساط حرارتی خطی ، قابل مقایسه با فولاد)
* عملکرد مکانیکی بالا را در شرایط دمای بالا حفظ می کند
سازگار با پوشش الکترونیکی (نقاشی الکترونیکی)

رانندگان کامیون به خوبی می دانند که مقاومت هوا ، که به عنوان Drag نیز شناخته می شود ، همیشه قابل توجه بوده استغوطه وری برای کامیون ها. منطقه بزرگ جلو کامیون ها ، شاسی های بلند و تریلرهای به شکل مربع ، آنها را به ویژه در برابر مقاومت هوا مستعد می کند.

برای خنثی کردنمقاومت هوا ، که به ناچار بار موتور را افزایش می دهد ، سرعت سریعتر نیز مقاومت می کند. افزایش بار به دلیل مقاومت در برابر هوا منجر به مصرف سوخت بالاتر می شود. برای کاهش مقاومت باد که توسط کامیون ها تجربه شده و در نتیجه مصرف سوخت کمتری ، مهندسان مغز خود را به هم ریخته اند. علاوه بر اتخاذ طرح های آیرودینامیکی برای کابین ، بسیاری از دستگاه ها برای کاهش مقاومت هوا در قاب و قسمت عقب تریلر اضافه شده اند. این دستگاه ها برای کاهش مقاومت باد در کامیون ها چه طراحی شده اند؟

انحرافات سقف/جانبی

دفع کننده های سقف و جانبی در درجه اول برای جلوگیری از برخورد مستقیم باد به جعبه باری به شکل مربع طراحی شده اند ، و بیشتر هوا را هدایت می کنند تا به راحتی و در اطراف قسمت های فوقانی و جانبی تریلر جریان پیدا کنند ، نه اینکه مستقیماً در قسمت جلوی دنباله تأثیر بگذارند.ER ، که باعث مقاومت قابل توجهی می شود. انحرافات به درستی زاویه دار و تنظیم شده با ارتفاع می توانند مقاومت ناشی از تریلر را تا حد زیادی کاهش دهند.

دامن های سمت ماشین

دامن های جانبی روی یک وسیله نقلیه برای صاف کردن طرفین شاسی استفاده می شود و آن را یکپارچه با بدنه ماشین ادغام می کند. آنها عناصری مانند مخازن بنزین نصب شده و مخازن سوخت را تحت پوشش قرار می دهند و باعث کاهش ناحیه جلو آنها در معرض باد می شوند و بدین ترتیب جریان هوای صاف و بدون ایجاد تلاطم را تسهیل می کنند.

دست انداز کم موقعیتr

سپر با رو به پایین جریان هوا را که در زیر وسیله نقلیه وارد می شود ، کاهش می دهد ، که به کاهش مقاومت تولید شده توسط اصطکاک بین شاسی وهوا. علاوه بر این ، برخی از ضربه گیرها با سوراخ های راهنما نه تنها مقاومت در برابر باد را کاهش می دهند بلکه جریان هوا را به سمت طبل های ترمز یا دیسک های ترمز نیز هدایت می کنند و به خنک کننده سیستم ترمز وسیله نقلیه کمک می کنند.

محفظه های جانبی جعبه بار

انحرافات در طرفین جعبه بار بخشی از چرخ ها را پوشانده و فاصله بین محفظه بار و زمین را کاهش می دهد. این طرح جریان هوا را که از طرفین زیر وسیله نقلیه وارد می شود ، کاهش می دهد. از آنجا که آنها بخشی از چرخ ها را می پوشانند ، این موارد را خنثی می کنندCTOR همچنین تلاطم ناشی از تعامل بین لاستیک ها و هوا را کاهش می دهد.

دفع کننده عقب

برای انحراف طراحی شده استT گرداب های هوا در قسمت عقب ، جریان هوا را ساده می کند و از این طریق کشیدن آیرودینامیکی را کاهش می دهد.

بنابراین ، از چه موادی برای ساخت انحرافات و روکش های کامیون استفاده می شود؟ از آنچه من جمع کرده ام ، در بازار بسیار رقابتی ، فایبرگلاس (همچنین به عنوان پلاستیک تقویت شده با شیشه یا GRP نیز شناخته می شود) به دلیل سبک وزن ، استحکام بالا ، مقاومت در برابر خوردگی و R مورد علاقه استقابلیت اطمینان در بین سایر خصوصیات.

فایبرگلاس یک ماده کامپوزیت است که از الیاف شیشه ای و محصولات آنها (مانند پارچه فیبر شیشه ای ، تشک ، نخ و غیره) به عنوان تقویت استفاده می کند و رزین مصنوعی به عنوان ماده ماتریس عمل می کند.

فایبرگلاس انحرافات/پوشش ها

اروپا از اوایل سال 1955 با استفاده از فایبرگلاس در اتومبیل ها ، با آزمایشاتی در مورد اجسام مدل STM-II شروع به کار کرد. در سال 1970 ، ژاپن از فایبرگلاس برای تولید پوشش های تزئینی برای چرخ های اتومبیل استفاده کرد و در سال 1971 سوزوکی درپوش و گلگیرهای فایبرگلاس را ساخت. در دهه 1950 ، انگلیس شروع به استفاده از فایبرگلاس کرد و جایگزین کابین های کامپوزیت چوب فولادی قبلی ، مانند موارد موجود در آن شداتومبیل های D S21 و سه چرخ ، که سبکی کاملاً جدید و کمتر سفت و سخت را برای وسایل نقلیه آن دوره به ارمغان می آورد.

در داخل کشور در چین ، برخی مترAnufacturers کارهای گسترده ای را در توسعه اجساد وسایل نقلیه فایبرگلاس انجام داده اند. به عنوان مثال ، FAW با موفقیت در پوشش های موتور فایبرگلاس و کابین های مسطح و مسطح و مسطح ، بسیار زود است. در حال حاضر ، استفاده از محصولات فایبرگلاس در کامیون های متوسط ​​و سنگین در چین کاملاً گسترده است ، از جمله موتور دفع طولانیپوشش ، ضربه گیر ، روکش جلوی ، روکش سقف کابین ، دامن های جانبی و انحرافات. یک تولید کننده مشهور داخلی از Deflectors ، شرکت فایبرگلاس Dongguan Caiji ، Ltd. ، این را مثال می زند. حتی برخی از کابین های لوکس بزرگ خواب در کامیون های با بینی بلند و تحسین شده آمریکایی از فایبرگلاس ساخته شده اند.

سبک ، با استحکام بالا ، خوردگی-باست ، که به طور گسترده در وسایل نقلیه استفاده می شود

با توجه به هزینه کم ، چرخه تولید کوتاه و انعطاف پذیری طراحی قوی ، مواد فایبرگلاس در بسیاری از جنبه های تولید کامیون به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال ، چند سال پیش ، کامیون های خانگی از طراحی یکنواخت و سفت و سخت برخوردار بودند که یک ظاهر طراحی بیرونی شخصی غیر معمول بود. با توسعه سریع بزرگراه های داخلی ، آنH حمل و نقل مسافت طولانی ، مشکل در تشکیل ظاهر کابین شخصی از فولاد کامل ، هزینه های طراحی قالب بالا ، و مسائلی مانند زنگ زدگی و نشت در سازه های جوش داده شده چند پنل را به شدت تحریک می کند.

در حال حاضر ، بسیاری از کامیون ها از FI استفاده می کنندمواد Berglass برای پوشش های جلو و ضربه گیر.

فایبرگلاس با قدرت سبک و بالایی آن مشخص می شود و چگالی آن بین 1.5 تا 2.0 است. این تنها در حدود یک چهارم تا پنجم چگالی فولاد کربن و حتی پایین تر از آلومینیوم است. در مقایسه با فولاد 08F ، یک فایبرگلاس با ضخامت 2.5 میلی متراستحکام معادل فولاد ضخامت 1 میلی متر. علاوه بر این ، فایبرگلاس می تواند با توجه به نیازها انعطاف پذیر طراحی شود و یکپارچگی کلی بهتر و تولید عالی را ارائه می دهد. این امکان را برای انتخاب انعطاف پذیر فرآیندهای قالب بندی بر اساس شکل ، هدف و کمیت محصول فراهم می کند. فرآیند قالب گیری ساده است ، اغلب فقط به یک مرحله واحد نیاز دارد و مواد از مقاومت در برابر خوردگی خوبی برخوردار هستند. این می تواند در برابر شرایط جوی ، آب و غلظت های رایج اسیدها ، پایه ها و نمک ها مقاومت کند. بنابراین ، بسیاری از کامیون ها در حال حاضر از مواد فایبرگلاس برای ضربه گیرهای جلو ، پوشش های جلو ، دامن های جانبی و انحرافات استفاده می کنند.