Anvendelsen af ​​glasfiberkompositmaterialer i biler og lastbiler

De ikke-metalliske materialer, der bruges i biler, inkluderer plast, gummi, klæbeforseglingsmidler, friktionsmaterialer, stoffer, glas og andre materialer. Disse materialer involverer forskellige industrielle sektorer såsom petrokemikalier, lysindustri, tekstiler og byggematerialer. Derfor er anvendelsen af ​​ikke-metalliske materialer i biler en afspejling af COMbined økonomisk og teknologisk styrke, og det omfatter også en bred vifte af teknologiudvikling og applikationsfunktioner i beslægtede brancher.

I øjeblikket er glasfiberen.Tvungen kompositmaterialer, der påføres i biler, inkluderer glasfiberforstærket termoplast (QFRTP), glasfibermåtterforstærket termoplast (GMT), arkstøbningsforbindelser (SMC), harpiksoverførselsstøbematerialer (RTM) og håndlagte FRP-produkter.

Den vigtigste glasfiberforstærkningCED -plast, der bruges i biler, er i øjeblikket glasfiberforstærket polypropylen (PP), glasfiberforstærket polyamid 66 (PA66) eller PA6 og i mindre grad PBT og PPO -materialer.

Forstærket PP (polypropylen) produkter har høj stivhed og sejhed, og deres mekaniske egenskaber kan forbedres flere gange, endda flere gange. Forstærket PP bruges i områder SUch som kontormøbler, for eksempel hos børns højryggestole og kontorstole; Det bruges også i aksiale og centrifugalventilatorer inden for kølingsudstyr som køleskabe og klimaanlæg.

Forstærkede PA (polyamid) materialer bruges allerede i både passager- og erhvervskøretøjer, typisk til fremstilling af små funktionelle dele. Eksempler inkluderer beskyttelsesdæksler til låsekropper, forsikringskiler, indlejrede nødder, gashåndteringspedaler, gearskiftvagter og åbningshåndtag. Hvis det materiale, der er valgt af den del, er producenten af ​​ustabilKvalitet, fremstillingsprocessen er upassende, eller materialet er ikke tørret korrekt, det kan føre til brud på svage dele i produktet.

Med automatiskOtive industriens stigende efterspørgsel efter lette og miljøvenlige materialer, udenlandske bilindustrier læner sig mere mod at bruge GMT (glasmåttermoplast) materialer til at imødekomme behovene hos strukturelle komponenter. Dette skyldes hovedsageligt GMTs fremragende sejhed, kort støbningscyklus, høj produktionseffektivitet, lave forarbejdningsomkostninger og ikke-forurenende natur, hvilket gør det til et af materialerne i det 21. århundrede. GMT bruges primært i produktionen af ​​multifunktionelle parenteser, instrumentbrakker, sædetrammer, motorvagter og batteribeslag i personbiler. For eksempel bruger Audi A6 og A4, der i øjeblikket er produceret af FAW-Volkswagen, GMT-materialer, men har ikke opnået lokal produktion.

At forbedre den samlede kvalitet af biler for at indhente internationale avancerede niveauer og opnåe Vægtteduktion, vibrationsreduktion og støjreduktion, indenlandske enheder har undersøgt produktions- og produktstøbningsprocesserne af GMT -materialer. De har kapacitet til masseproduktion af GMT -materialer, og en produktionslinje med en årlig output på 3000 ton GMT -materiale er blevet bygget i Jiangyin, Jiangsu. Indenlandske bilproducenter bruger også GMT -materialer i designet af nogle modeller og er begyndt med batchforsøgsproduktion.

Sheet Molding Compound (SMC) er en vigtig glasfiberforstærket termohærdende plast. På grund af sin fremragende ydelse, storstilet produktionsevne og evne til at opnå overflader i A-klasse, er den i vid udstrækning blevet brugt i biler. I øjeblikket anvendelsen afUdenlandske SMC -materialer i bilindustrien har gjort nye fremskridt. Den største anvendelse af SMC i biler er i kropspaneler og tegner sig for 70% af SMC -brugen. Den hurtigste vækst er i strukturelle komponenter og transmissionsdele. I de næste fem år forventes brugen af ​​SMC i biler at stige med 22% til 71%, mens væksten i andre brancher vil være 13% til 35%.

AnsøgningsstatuS og udviklingstendenser

1. Højt indholdsglasfiberforstærket arkstøbforbindelse (SMC) bruges i stigende grad i bilstrukturelle komponenter. Det blev først demonstreret i strukturelle dele på to Ford -modeller (EXplorer og Ranger) i 1995. På grund af dens multifunktionalitet anses det bredt for at have fordele i strukturelt design, hvilket fører til dets udbredte anvendelse i bilindustrien dashboards, styresystemer, radiatorsystemer og elektroniske enhedssystemer.

De øvre og nedre parenteser, der er støbt af det amerikanske firma Budd, bruger et sammensat materiale, der indeholder 40% glasfiber i umættet polyester. Denne to-stykke front-end-struktur opfylder brugerkrav, med frontenden af ​​den nedre kabine, der strækker sig fremad. Den øverste brAcket er fastgjort på den forreste baldakin og den forreste kropsstruktur, mens den nederste beslag fungerer sammen med kølesystemet. Disse to parenteser er sammenkoblet og samarbejder med bilbaldakinen og kropsstrukturen for at stabilisere frontenden.

2. Anvendelse af materialer med lav densitetsarky på 1,3, og praktiske anvendelser og tests har vist, at det er 30% lettere end standard SMC, som har en specifik tyngdekraft på 1,9. Brug af denne SMC med lav densitet kan reducere vægten af ​​dele med ca. 45% sammenlignet med lignende dele lavet af stål. Alle indre paneler og nye taginteriører i Corvette '99-modellen af ​​General Motors i USA er lavet af SMC med lav densitet. Derudover bruges også SMC med lav densitet i bildøre, motorhætter og bagagerumslåg.

3. Andre anvendelser af SMC i biler, ud over de nye anvendelser, der er nævnt tidligere, inkluderer produktionen af ​​Varioos andre dele. Disse inkluderer kabinedøre, oppustelige hustag, kofangerskeletter, lastdøre, solvisirer, kropspaneler, tagdreneringsrør, bilskur sidestrimler og lastbilbokse, blandt hvilke den største anvendelse er i udvendige kropspaneler. Med hensyn til indenlandsk applikationsstatus, med introduktionen af ​​passagerbilproduktionsteknologi i Kina, blev SMC først vedtaget i personbiler, hovedsageligt brugt i reservedækrum og kofangerskeletter. I øjeblikket anvendes det også i erhvervskøretøjer til dele som Strut Room Cover Plates, Expansion Tanks, Line Speed ​​Clamps, Stor/Small Partitions, Air Intake Shroud Assemblies og mere.

GFRP -kompositmaterialeAutomotive Leaf Springs

Metoden med harpiksoverførselsstøbning (RTM) involverer at presse harpiks i en lukket form indeholdende glasfibre, efterfulgt af hærdning ved stuetemperatur eller med varme. Sammenlignet med arket moldiNG Compound (SMC) -metode, RTM tilbyder enklere produktionsudstyr, lavere formomkostninger og fremragende fysiske egenskaber ved produkterne, men det er kun velegnet til mellemstor og lille produktion. I øjeblikket er bildele, der er produceret ved hjælp af RTM-metoden i udlandet, blevet udvidet til dækninger i fuld krop. I modsætning hertil, indenlandske i Kina, er RTM -støbningsteknologien til fremstilling af bildele stadig i udviklings- og forskningsstadiet, der stræber efter at nå produktionsniveauerne for lignende udenlandske produkter med hensyn til råmateriale mekaniske egenskaber, hærdningstid og færdige produktspecifikationer. De bildele, der er udviklet og undersøgt indenlandske ved hjælp af RTM -metoden, inkluderer forruder, bageste bagporte, diffusorer, tag, kofangere og bageste løftedøre til Fukang -biler.

Hvordan man imidlertid hurtigere og effektivt anvender RTM -processen på biler, kræves det krævendeRementer af materialer til produktstruktur, niveauet for materielle ydeevne, evalueringsstandarder og opnåelsen af ​​A-klasse overflader er problemer med bekymring i bilindustrien. Dette er også forudsætningerne for den udbredte vedtagelse af RTM til fremstilling af bildele.

Hvorfor frp

Fra bilproducenternes perspektiv, FRP (fiberforstærket plast) sammenlignet med OTHer materialer, er et meget attraktivt alternativt materiale. At tage SMC/BMC (arkstøbningsforbindelse/bulkstøbningsforbindelse) som eksempler:

* Vægtbesparelser
* Komponentintegration
* Designfleksibilitet
* Betydeligt lavere investeringer
* Letter integrationen af ​​antennesystemer
* Dimensionel stabilitet (lav koefficient for lineær termisk ekspansion, sammenlignelig med stål)
* Opretholder høj mekanisk ydeevne under høje temperaturforhold
Kompatibel med e-coating (elektronisk maleri)

Lastbilchauffører er klar over, at luftmodstand, også kendt som træk, altid har været en betydelig aDversary til lastbiler. Det store frontalområde af lastbiler, højt chassis og firkantede formede trailere gør dem særligt modtagelige for luftmodstand.

At modvirkeLuftmodstand, som uundgåeligt øger motorens belastning, jo hurtigere hastigheden, jo større er modstanden. Den øgede belastning på grund af luftmodstand fører til højere brændstofforbrug. For at reducere vindmodstanden, som lastbiler oplever og derved sænker brændstofforbruget, har ingeniører ramt deres hjerner. Ud over at vedtage aerodynamiske design til kabinen er der tilføjet mange enheder for at reducere luftmodstanden på rammen og den bageste del af traileren. Hvad er disse enheder designet til at reducere vindmodstand på lastbiler?

Tag/side afbøjere

Taget og sideafbøjningerne er primært designet til at forhindre, at vinden direkte rammer den firkantede fragtkasse, der omdirigerer det meste af luften for glat at strømme over og omkring de øverste og sidedele af traileren i stedet for direkte at påvirke fronten på sporeter, der forårsager betydelig modstand. Korrekt vinklede og højdejusterede afbøjere kan reducere modstanden forårsaget af traileren.

Bilsiden nederdele

Side nederdele på et køretøj serverer til at udjævne siderne af chassiset og integrere det problemfrit med bilens krop. De dækker elementer som sidemonterede gastanke og brændstoftanke, hvilket reducerer deres frontale område udsat for vinden og letter den glattere luftstrøm uden at skabe turbulens.

Lavpositioneret ujævnr

Den nedadvidende kofanger reducerer luftstrømmen, der kommer ind under køretøjet, hvilket hjælper med at reducere modstanden, der er produceret af friktionen mellem chassiset ogluft. Derudover reducerer nogle kofangere med guidehuller ikke kun vindmodstand, men dirigerer også luftstrømmen mod bremsetromler eller bremseskiver, der hjælper med afkøling af køretøjets bremsesystem.

Lastboks side afbøjere

Afbøjningerne på siderne af lastboksen dækker delen af ​​hjulene og reducerer afstanden mellem lasterummet og jorden. Dette design reducerer luftstrømmen, der kommer ind fra siderne under køretøjet. Fordi de dækker en del af hjulene, disse defleCTORS reducerer også turbulensen forårsaget af interaktionen mellem dækkene og luften.

Bagerste afbøjning

Designet til at forstyrret Lufthvirvlerne bagpå strømline den luftstrømmen og reducerer derved aerodynamisk træk.

Så hvilke materialer bruges til at fremstille afbøjningerne og dækker på lastbiler? Fra det, jeg har samlet, i det meget konkurrencedygtige marked, favoriseres glasfiber (også kendt som glasforstærket plast eller GRP) for sin lette, høje styrke, korrosionsbestandighed og REliatabilitet blandt andre egenskaber.

Fiberglas er et sammensat materiale, der bruger glasfibre og deres produkter (som glasfiberklud, mat, garn osv.) Som forstærkning, med syntetisk harpiks, der tjener som matrixmaterialet.

Fiberglasafbøjninger/covers

Europa begyndte at bruge glasfiber i biler allerede i 1955 med forsøg på STM-II-modellegemer. I 1970 brugte Japan glasfiber til fremstilling af dekorative covers til bilhjul, og i 1971 lavede Suzuki motoromslag og fendere fra glasfiber. I 1950'erne begyndte Det Forenede Kongerige at bruge glasfiber og erstattede de tidligere stål-træ sammensatte hytter, ligesom dem i for forD S21 og tre-hjulede biler, som bragte en helt ny og mindre stiv stil til køretøjerne i den æra.

Indenlandske i Kina, nogle mProducenter har udført omfattende arbejde med at udvikle glasfiberkøretøjsorganer. F.eks. Udviklede FAW med succes fiberglasmotordæksler og flad næse, flip-top hytter ganske tidligt. I øjeblikket er brugen af ​​glasfiberprodukter i mellemstore og tunge lastbiler i Kina ret udbredt, inklusive langnose motorDæksler, kofangere, frontdæksler, kabinetakovertræk, sideskørter og afbøjere. En velkendt indenlandsk producent af deflektorer, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., eksemplificerer dette. Selv nogle af de luksuriøse store sovende hytter i beundrede amerikanske langnangevogne er lavet af glasfiber.

Letvægt, høj styrke, korrosion-resistente, vidt brugt i køretøjer

På grund af sine lave omkostninger, korte produktionscyklus og stærk designfleksibilitet bruges glasfibermaterialer vidt i mange aspekter af lastbilproduktion. For et par år siden havde indenlandske lastbiler for eksempel et monotont og stift design, hvor personlig udvendig styling var ualmindelig. Med den hurtige udvikling af indenlandske motorveje, WHICH stimulerede i høj grad langtransport, vanskeligheden med at danne personaliserede kabineforestillinger fra hele stål, høje formkostninger til mugdesign og problemer som rust og lækager i multi-panel-svejste strukturer førte til, at mange producenter valgte glasfiber til kabinetakovertræk.

I øjeblikket bruger mange lastbiler FIBerglass -materialer til frontdæksler og kofangere.

Fiberglas er kendetegnet ved dets lette og høje styrke med en densitet i området mellem 1,5 og 2,0. Dette er kun ca. et kvartal til en femtedel af densiteten af ​​kulstofstål og endnu lavere end aluminium. I sammenligning med 08F stål har en 2,5 mm tyk glasfiberStyrke svarende til 1 mm tykt stål. Derudover kan fiberglas være fleksibelt designet efter behov, hvilket giver bedre samlet integritet og fremragende produktionsevne. Det giver mulighed for et fleksibelt valg af støbningsprocesser baseret på formen, formålet og mængden af ​​produktet. Støbningsprocessen er enkel, hvilket ofte kræver et enkelt trin, og materialet har god korrosionsbestandighed. Det kan modstå atmosfæriske forhold, vand og almindelige koncentrationer af syrer, baser og salte. Derfor bruger mange lastbiler i øjeblikket fiberglasmaterialer til frontskøber, frontovertræk, sideskørter og afbøjninger.