De niet-metalen materialen die in auto's worden gebruikt, zijn onder meer kunststoffen, rubber, zelfklevende afdichtingsmiddelen, wrijvingsmaterialen, stoffen, glas en andere materialen. Bij deze materialen zijn verschillende industriële sectoren betrokken, zoals de petrochemie, de lichte industrie, textiel en bouwmaterialen. Daarom is de toepassing van niet-metalen materialen in auto’s een weerspiegeling van de cocombineert economische en technologische kracht, en omvat ook een breed scala aan technologieontwikkeling en toepassingsmogelijkheden in aanverwante industrieën.
Momenteel is de glasvezel teugelGeforceerde composietmaterialen die in auto's worden toegepast, zijn onder meer glasvezelversterkte thermoplasten (QFRTP), glasvezelmatversterkte thermoplasten (GMT), plaatvormverbindingen (SMC), harsoverdrachtvormmaterialen (RTM) en met de hand gelegde FRP-producten.
De belangrijkste glasvezelversterkingDe gebruikte kunststoffen die momenteel in auto's worden gebruikt, zijn glasvezelversterkt polypropyleen (PP), glasvezelversterkt polyamide 66 (PA66) of PA6, en in mindere mate PBT- en PPO-materialen.
Versterkte PP (polypropyleen) producten beschikken over een hoge stijfheid en taaiheid, en hun mechanische eigenschappen kunnen meerdere keren, zelfs meerdere keren, worden verbeterd. Versterkte PP wordt gebruikt in gebieden szoals kantoormeubilair, bijvoorbeeld in kinderstoelen met hoge rugleuning en bureaustoelen; het wordt ook gebruikt in axiale en centrifugaalventilatoren in koelapparatuur zoals koelkasten en airconditioners.
Versterkte PA-materialen (polyamide) worden al gebruikt in zowel personen- als bedrijfsvoertuigen, meestal voor de productie van kleine functionele onderdelen. Voorbeelden zijn onder meer beschermhoezen voor slotlichamen, verzekeringswiggen, ingebedde moeren, gaspedalen, versnellingspookbeschermers en openingshandgrepen. Als het door de fabrikant van het onderdeel gekozen materiaal onstabiel iskwaliteit, het productieproces is ongeschikt of het materiaal is niet goed gedroogd, dit kan leiden tot het breken van zwakke onderdelen in het product.
Met de automDoor de toenemende vraag van de industrie naar lichtgewicht en milieuvriendelijke materialen, neigen buitenlandse auto-industrieën meer naar het gebruik van GMT-materialen (glasmat-thermoplastische materialen) om aan de behoeften van structurele componenten te voldoen. Dit is voornamelijk te danken aan de uitstekende taaiheid, de korte vormcyclus, de hoge productie-efficiëntie, de lage verwerkingskosten en het niet-vervuilende karakter van GMT, waardoor het een van de materialen van de 21e eeuw is. GMT wordt vooral toegepast bij de productie van multifunctionele beugels, dashboardbeugels, stoelframes, motorkappen en accubeugels in personenauto’s. De Audi A6 en A4 die momenteel door FAW-Volkswagen worden geproduceerd, gebruiken bijvoorbeeld GMT-materialen, maar hebben geen lokale productie bereikt.
Om de algehele kwaliteit van auto's te verbeteren om internationale geavanceerde niveaus in te halen en te bereikenDoor gewichtsreductie, trillingsreductie en geluidsreductie hebben huishoudelijke eenheden onderzoek gedaan naar de productie- en productvormprocessen van GMT-materialen. Ze hebben de capaciteit voor massaproductie van GMT-materialen en er is een productielijn met een jaarlijkse productie van 3000 ton GMT-materiaal gebouwd in Jiangyin, Jiangsu. Binnenlandse autofabrikanten gebruiken ook GMT-materialen bij het ontwerp van sommige modellen en zijn begonnen met batchtestproductie.
Sheet Molding Compound (SMC) is een belangrijke glasvezelversterkte thermohardende kunststof. Vanwege zijn uitstekende prestaties, grootschalige productiecapaciteit en het vermogen om A-kwaliteit oppervlakken te bereiken, wordt het op grote schaal gebruikt in auto's. Momenteel is de toepassing vanbuitenlandse SMC-materialen in de auto-industrie hebben nieuwe vooruitgang geboekt. Het belangrijkste gebruik van SMC in auto's vindt plaats in carrosseriepanelen, goed voor 70% van het SMC-gebruik. De snelste groei vindt plaats in structurele componenten en transmissieonderdelen. De komende vijf jaar zal het gebruik van SMC in auto's naar verwachting met 22% tot 71% toenemen, terwijl in andere sectoren de groei 13% tot 35% zal bedragen.
Applicatiestatuss en ontwikkelingstrends
1. Glasvezelversterkte plaatvormmassa (SMC) met een hoog gehalte wordt steeds vaker gebruikt in structurele componenten voor auto's. Het werd voor het eerst gedemonstreerd in structurele onderdelen op twee Ford-modellen (Explorer en Ranger) in 1995. Vanwege zijn multifunctionaliteit wordt algemeen aangenomen dat het voordelen biedt op het gebied van structureel ontwerp, wat heeft geleid tot een wijdverbreide toepassing in autodashboards, stuursystemen, radiatorsystemen en elektronische apparaatsystemen.
De bovenste en onderste beugels, gegoten door het Amerikaanse bedrijf Budd, maken gebruik van een composietmateriaal dat 40% glasvezel in onverzadigde polyester bevat. Deze tweedelige frontconstructie voldoet aan de eisen van de gebruiker, waarbij de voorkant van de onderste cabine naar voren reikt. De bovenste brHet pakket is bevestigd aan de voorkap en de voorste carrosseriestructuur, terwijl de onderste beugel samenwerkt met het koelsysteem. Deze twee beugels zijn met elkaar verbonden en werken samen met de autokap en de carrosseriestructuur om de voorkant te stabiliseren.
2. De toepassing van Sheet Moulding Compound (SMC)-materialen met lage dichtheid: SMC met lage dichtheid heeft een specifieke zwaartekrachty van 1,3, en praktische toepassingen en tests hebben aangetoond dat het 30% lichter is dan standaard SMC, dat een soortelijk gewicht van 1,9 heeft. Door gebruik te maken van deze SMC met lage dichtheid kan het gewicht van onderdelen met ongeveer 45% worden verminderd in vergelijking met vergelijkbare onderdelen van staal. Alle binnenpanelen en het nieuwe dakinterieur van het Corvette '99-model van General Motors in de VS zijn gemaakt van SMC met een lage dichtheid. Bovendien wordt SMC met lage dichtheid ook gebruikt in autodeuren, motorkappen en kofferdeksels.
3. Andere toepassingen van SMC in auto's, naast de eerder genoemde nieuwe toepassingen, omvatten de productie van varioons andere delen. Deze omvatten cabinedeuren, opblaasbare daken, bumperskeletten, vrachtdeuren, zonnekleppen, carrosseriepanelen, dakafvoerbuizen, zijstrips van autoschuren en vrachtwagenboxen, waarvan het grootste gebruik plaatsvindt in carrosseriepanelen aan de buitenkant. Wat de binnenlandse toepassingsstatus betreft, werd SMC met de introductie van de productietechnologie voor personenauto's in China voor het eerst toegepast in personenauto's, voornamelijk gebruikt in reservewielcompartimenten en bumperskeletten. Momenteel wordt het ook toegepast in bedrijfsvoertuigen voor onderdelen zoals afdekplaten van veerpootruimten, expansietanks, lijnsnelheidsklemmen, grote/kleine scheidingswanden, luchtinlaatmantels en meer.
GFRP-composietmateriaalBladveren voor auto's
De Resin Transfer Molding (RTM)-methode omvat het persen van hars in een gesloten mal met glasvezels, gevolgd door uitharden bij kamertemperatuur of met hitte. Vergeleken met de Sheet MoldiDankzij de Compound (SMC)-methode biedt RTM eenvoudiger productieapparatuur, lagere matrijskosten en uitstekende fysieke eigenschappen van de producten, maar is deze alleen geschikt voor productie op middelgrote en kleine schaal. Momenteel zijn auto-onderdelen die in het buitenland volgens de RTM-methode zijn geproduceerd, uitgebreid tot volledige lichaamsbekleding. In China bevindt de RTM-vormtechnologie voor de productie van auto-onderdelen zich daarentegen nog in de ontwikkelings- en onderzoeksfase, waarbij ernaar wordt gestreefd de productieniveaus van vergelijkbare buitenlandse producten te bereiken in termen van mechanische eigenschappen van grondstoffen, uithardingstijd en eindproductspecificaties. De auto-onderdelen die in eigen land zijn ontwikkeld en onderzocht met behulp van de RTM-methode, omvatten voorruiten, achterkleppen, diffusors, daken, bumpers en achterhefdeuren voor Fukang-auto's.
Hoe het RTM-proces echter sneller en effectiever op auto's kan worden toegepast, is de vereisteOpmerkingen over materialen voor de productstructuur, het niveau van materiaalprestaties, evaluatienormen en het bereiken van A-kwaliteit oppervlakken zijn kwesties van zorg in de auto-industrie. Dit zijn ook de voorwaarden voor de wijdverbreide adoptie van RTM bij de productie van auto-onderdelen.
Waarom FRP
Vanuit het perspectief van autofabrikanten is FRP (Fiber Reinforced Plastics) vergeleken met anderee materialen, is een zeer aantrekkelijk alternatief materiaal. Neem SMC/BMC (Sheet Moulding Compound/Bulk Moulding Compound) als voorbeeld:
* Gewichtsbesparing
* Componentintegratie
* Ontwerpflexibiliteit
* Aanzienlijk lagere investering
* Vergemakkelijkt de integratie van antennesystemen
* Dimensionale stabiliteit (lage lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt, vergelijkbaar met staal)
* Behoudt hoge mechanische prestaties onder hoge temperaturen
Compatibel met E-coating (elektronisch verven)
Vrachtwagenchauffeurs zijn zich er terdege van bewust dat luchtweerstand, ook wel luchtweerstand genoemd, altijd een belangrijke factor is geweesttegenwicht voor vrachtwagens. Het grote frontoppervlak van vrachtwagens, hoge chassis en vierkante opleggers maakt ze bijzonder gevoelig voor luchtweerstand.
Om tegen te gaanluchtweerstand, die onvermijdelijk de belasting van de motor verhoogt; hoe hoger de snelheid, hoe groter de weerstand. De verhoogde belasting door luchtweerstand leidt tot een hoger brandstofverbruik. Om de windweerstand van vrachtwagens te verminderen en daarmee het brandstofverbruik te verlagen, hebben ingenieurs hun hersens gekweld. Naast het aannemen van aerodynamische ontwerpen voor de cabine, zijn er veel apparaten toegevoegd om de luchtweerstand op het frame en het achterste deel van de trailer te verminderen. Wat zijn deze apparaten die zijn ontworpen om de luchtweerstand op vrachtwagens te verminderen?
Dak-/zijdeflectoren
De dak- en zijdeflectoren zijn in de eerste plaats ontworpen om te voorkomen dat de wind rechtstreeks de vierkante laadbak raakt, waardoor het grootste deel van de lucht soepel over en rond de boven- en zijkant van de trailer stroomt, in plaats van direct de voorkant van de trailer te raken. pader, wat aanzienlijke weerstand veroorzaakt. Goed gekantelde en in hoogte verstelbare deflectoren kunnen de weerstand van de aanhanger sterk verminderen.
Auto zijrokken
Zijskirts op een voertuig dienen om de zijkanten van het chassis glad te strijken en naadloos te integreren met de carrosserie van de auto. Ze bedekken elementen zoals aan de zijkant gemonteerde gastanks en brandstoftanks, waardoor het frontale oppervlak dat aan de wind wordt blootgesteld, wordt verkleind, waardoor een soepelere luchtstroom mogelijk wordt gemaakt zonder turbulentie te creëren.
Laaggepositioneerde bultr
De naar beneden uitstrekkende bumper vermindert de luchtstroom die onder het voertuig binnendringt, wat helpt bij het verminderen van de weerstand die wordt veroorzaakt door de wrijving tussen het chassis en de carrosserie.lucht. Bovendien verminderen sommige bumpers met geleidegaten niet alleen de luchtweerstand, maar sturen ze ook de luchtstroom naar de remtrommels of remschijven, wat helpt bij de koeling van het remsysteem van het voertuig.
Zijdeflectoren voor de laadbak
De deflectoren aan de zijkanten van de laadbak bedekken een deel van de wielen en verkleinen de afstand tussen de bagageruimte en de grond. Dit ontwerp vermindert de luchtstroom die vanaf de zijkanten onder het voertuig binnenkomt. Omdat ze een deel van de wielen afdekken, buigen deze afctoren verminderen ook de turbulentie die wordt veroorzaakt door de interactie tussen de banden en de lucht.
Achterdeflector
Ontworpen om te ontwrichtenDoor de luchtwervelingen aan de achterkant wordt de luchtstroom gestroomlijnd, waardoor de luchtweerstand wordt verminderd.
Welke materialen worden er gebruikt om de deflectoren en afdekkingen op vrachtwagens te maken? Van wat ik heb begrepen, heeft glasvezel (ook bekend als glasvezelversterkt plastic of GRP) in de zeer competitieve markt de voorkeur vanwege zijn lichtgewicht, hoge sterkte, corrosieweerstand en rbetrouwbaarheid onder andere eigenschappen.
Glasvezel is een composietmateriaal dat glasvezels en hun producten (zoals glasvezeldoek, mat, garen, enz.) gebruikt als versterking, waarbij kunsthars als matrixmateriaal dient.
Glasvezeldeflectoren/afdekkingen
Europa begon al in 1955 met het gebruik van glasvezel in auto's, met proeven op de carrosserieën van STM-II-modellen. In 1970 gebruikte Japan glasvezel om decoratieve afdekkingen voor autowielen te vervaardigen, en in 1971 maakte Suzuki motorkappen en spatborden van glasvezel. In de jaren vijftig begon Groot-Brittannië glasvezel te gebruiken, ter vervanging van de eerdere cabines van staal en houtcomposiet, zoals die in de Ford S21 en driewielige auto's, die een geheel nieuwe en minder rigide stijl brachten aan de voertuigen uit die tijd.
In eigen land in China, sommige mFabrikanten hebben uitgebreid werk verricht bij de ontwikkeling van voertuigcarrosserieën van glasvezel. FAW ontwikkelde bijvoorbeeld al vroeg met succes motorkappen van glasvezel en opklapbare cabines met platte neus. Momenteel is het gebruik van glasvezelproducten in middelgrote en zware vrachtwagens in China vrij wijdverbreid, inclusief motoren met lange neusafdekkingen, bumpers, voorafdekkingen, cabinedakafdekkingen, zijschorten en deflectoren. Een bekende binnenlandse fabrikant van deflectoren, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., is hiervan een voorbeeld. Zelfs enkele van de luxueuze grote slaapcabines in de bewonderde Amerikaanse vrachtwagens met lange neus zijn gemaakt van glasvezel.
Lichtgewicht, hoge sterkte, corrosie-bestendig, veel gebruikt in voertuigen
Vanwege de lage kosten, de korte productiecyclus en de sterke ontwerpflexibiliteit worden glasvezelmaterialen op grote schaal gebruikt in veel aspecten van de vrachtwagenproductie. Een paar jaar geleden hadden binnenlandse vrachtwagens bijvoorbeeld een eentonig en stijf ontwerp, waarbij een persoonlijke styling van het exterieur ongebruikelijk was. Met de snelle ontwikkeling van binnenlandse snelwegen, welkeHet langeafstandsvervoer stimuleerde enorm, de moeilijkheid om een gepersonaliseerde cabine-uiterlijk te maken uit volledig staal, de hoge ontwerpkosten van de matrijs en problemen als roest en lekken in gelaste constructies met meerdere panelen, brachten veel fabrikanten ertoe glasvezel te kiezen voor cabinedakbedekkingen.
Momenteel gebruiken veel vrachtwagens fiberglass materialen voor frontcovers en bumpers.
Glasvezel wordt gekenmerkt door zijn lichtgewicht en hoge sterkte, met een dichtheid tussen 1,5 en 2,0. Dit is slechts ongeveer een kwart tot een vijfde van de dichtheid van koolstofstaal en zelfs lager dan die van aluminium. In vergelijking met 08F-staal heeft een 2,5 mm dikke glasvezel eensterkte gelijk aan 1 mm dik staal. Bovendien kan glasvezel flexibel worden ontworpen op basis van de behoeften, wat een betere algehele integriteit en uitstekende produceerbaarheid biedt. Het maakt een flexibele keuze uit vormprocessen mogelijk op basis van de vorm, het doel en de hoeveelheid van het product. Het gietproces is eenvoudig, vereist vaak slechts één enkele stap, en het materiaal heeft een goede corrosieweerstand. Het is bestand tegen atmosferische omstandigheden, water en gebruikelijke concentraties van zuren, basen en zouten. Daarom gebruiken veel vrachtwagens momenteel glasvezelmaterialen voor voorbumpers, frontafdekkingen, zijschorten en deflectors.
Posttijd: 02-jan-2024
