Anvendelsen af ​​glasfiberkompositmaterialer i biler og lastbiler

De ikke-metalliske materialer, der anvendes i biler, omfatter plast, gummi, klæbemidler, friktionsmaterialer, tekstiler, glas og andre materialer. Disse materialer omfatter forskellige industrisektorer såsom petrokemikalier, let industri, tekstiler og byggematerialer. Derfor er anvendelsen af ​​ikke-metalliske materialer i biler en afspejling af ...kombinerede økonomisk og teknologisk styrke, og den omfatter også en bred vifte af teknologisk udvikling og anvendelseskapaciteter i relaterede industrier.

I øjeblikket er glasfibertøjlenTvangskompositmaterialer, der anvendes i biler, omfatter glasfiberforstærkede termoplaster (QFRTP), glasfibermåtteforstærkede termoplaster (GMT), støbemasse til pladeformning (SMC), harpikstransferstøbematerialer (RTM) og håndlagde FRP-produkter.

Den primære glasfiberforstærkningDe anvendte plasttyper i biler i øjeblikket er glasfiberforstærket polypropylen (PP), glasfiberforstærket polyamid 66 (PA66) eller PA6 og i mindre grad PBT- og PPO-materialer.

Forstærkede PP-produkter (polypropylen) har høj stivhed og sejhed, og deres mekaniske egenskaber kan forbedres flere gange, endda flere gange. Forstærket PP bruges i områder somsåsom kontormøbler, for eksempel i børnestole med høj ryg og kontorstole; det bruges også i aksial- og centrifugalventilatorer i køleudstyr som køleskabe og klimaanlæg.

Forstærkede PA-materialer (polyamid) anvendes allerede i både personbiler og erhvervskøretøjer, typisk til fremstilling af små funktionelle dele. Eksempler omfatter beskyttelsesdæksler til låsehuse, forsikringskiler, indlejrede møtrikker, gaspedaler, gearskiftebeskyttere og åbningshåndtag. Hvis det materiale, som delproducenten har valgt, er ustabiltkvalitet, uhensigtsmæssig fremstillingsprocessen, eller hvis materialet ikke er ordentligt tørret, kan det føre til brud på svage dele i produktet.

Med automatenPå grund af bilindustriens stigende efterspørgsel efter lette og miljøvenlige materialer hælder udenlandske bilindustrier mere mod at bruge GMT-materialer (glasmattermoplast) til at imødekomme behovene hos strukturelle komponenter. Dette skyldes primært GMT's fremragende sejhed, korte støbecyklus, høje produktionseffektivitet, lave forarbejdningsomkostninger og ikke-forurenende egenskaber, hvilket gør det til et af det 21. århundredes mest populære materialer. GMT bruges primært i produktionen af ​​multifunktionelle beslag, instrumentbrætbeslag, sædestel, motorbeskyttere og batteribeslag i personbiler. For eksempel bruger Audi A6 og A4, der i øjeblikket produceres af FAW-Volkswagen, GMT-materialer, men har ikke opnået lokal produktion.

For at forbedre den samlede kvalitet af biler for at indhente internationale avancerede niveauer og for at opnåIndenlandske enheder har forsket i produktions- og produktstøbningsprocesserne for GMT-materialer inden for vægtreduktion, vibrationsreduktion og støjreduktion. De har kapacitet til masseproduktion af GMT-materialer, og en produktionslinje med en årlig produktion på 3000 tons GMT-materiale er blevet bygget i Jiangyin, Jiangsu. Indenlandske bilproducenter bruger også GMT-materialer i designet af nogle modeller og er begyndt på prøveproduktion i batch.

Støbemasse (SMC) er en vigtig glasfiberforstærket termohærdende plast. På grund af dens fremragende ydeevne, produktionskapacitet i stor skala og evne til at opnå A-kvalitetsoverflader, er den blevet flittigt anvendt i biler. I øjeblikket anvendes...Udenlandske SMC-materialer i bilindustrien har gjort nye fremskridt. Den primære anvendelse af SMC i biler er i karrosseripaneler, der tegner sig for 70% af SMC-forbruget. 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 industrier vil være 13% til 35%.

Ansøgningsstatuss og udviklingstendenser

1. Glasfiberforstærket støbemasse (SMC) med højt indhold af glasfiber anvendes i stigende grad i bilstrukturkomponenter. Det blev først demonstreret i strukturelle dele på to Ford-modeller (Eexplorer og Ranger) i 1995. På grund af dens multifunktionalitet anses den bredt for at have fordele inden for strukturelt design, hvilket har ført til dens udbredte anvendelse i instrumentbrætter i biler, styretøj, radiatorsystemer og elektroniske enhedssystemer.

De øvre og nedre beslag, der er støbt af det amerikanske firma Budd, bruger et kompositmateriale, der indeholder 40% glasfiber i umættet polyester. Denne todelte frontstruktur opfylder brugernes krav, hvor den forreste ende af den nedre kabine strækker sig fremad. Den øvre brBeslaget er fastgjort på den forreste kaleche og den forreste karrosseristruktur, mens det nederste beslag fungerer sammen med kølesystemet. Disse to beslag er forbundet og samarbejder med bilens kaleche og karrosseristruktur for at stabilisere frontenden.

2. Anvendelse af lavdensitetspladestøbemasse (SMC) materialer: Lavdensitets SMC har en specifik tyngdekrafty på 1,3, og praktiske anvendelser og tests har vist, at den er 30 % lettere end standard SMC, som har en specifik tyngdekraft på 1,9. Brug af denne lavdensitets-SMC kan reducere vægten af ​​dele med omkring 45 % sammenlignet med lignende dele lavet af stål. Alle indvendige paneler og nye taginteriør i Corvette '99-modellen fra General Motors i USA er lavet af lavdensitets-SMC. Derudover bruges lavdensitets-SMC også i bildøre, motorhjelme og bagagerumslåge.

3. Andre anvendelser af SMC i biler, ud over de tidligere nævnte nye anvendelser, omfatter produktion af forskelligeos andre dele. Disse omfatter førerhusdøre, oppustelige tage, kofangerskeletter, lastdøre, solskærme, karrosseripaneler, tagafvandingsrør, sidelister til skure og lastbilkasser, hvoraf den største anvendelse er i udvendige karrosseripaneler. Med hensyn til indenlandsk anvendelse blev SMC med introduktionen af ​​​​personbilproduktionsteknologi i Kina først anvendt i personbiler, primært i reservehjulsrum og kofangerskeletter. I øjeblikket anvendes det også i erhvervskøretøjer til dele som dækplader til støddæmperrum, ekspansionstanke, linjehastighedsklemmer, store/små skillevægge, luftindtagsskærmsenheder og mere.

GFRP-kompositmaterialeBladfjedre til bilindustrien

Resin Transfer Molding (RTM)-metoden involverer presning af harpiks i en lukket form, der indeholder glasfibre, efterfulgt af hærdning ved stuetemperatur eller med varme. Sammenlignet med Sheet MoldiMed ng Compound (SMC)-metoden tilbyder RTM enklere produktionsudstyr, lavere støbeomkostninger og fremragende fysiske egenskaber ved produkterne, men den er kun egnet til mellemstor og lille produktion. I øjeblikket er bildele produceret ved hjælp af RTM-metoden i udlandet blevet udvidet til at omfatte helkarosseribeklædning. I modsætning hertil er RTM-støbeteknologien til fremstilling af bildele i Kina stadig i udviklings- og forskningsfasen og stræber efter at nå produktionsniveauet for lignende udenlandske produkter med hensyn til mekaniske råmaterialeegenskaber, hærdningstid og færdige produktspecifikationer. De bildele, der er udviklet og forsket i i Kina ved hjælp af RTM-metoden, omfatter forruder, bagklapper, diffusorer, tage, kofangere og bagdøre til Fukang-biler.

Men hvordan man hurtigere og mere effektivt kan anvende RTM-processen på biler, kraveneMaterialeinddeling til produktstruktur, materialets ydeevne, evalueringsstandarder og opnåelse af A-kvalitetsoverflader er problemstillinger i bilindustrien. Disse er også forudsætningerne for den udbredte anvendelse af RTM i fremstillingen af ​​bildele.

Hvorfor FRP

Fra bilproducenternes perspektiv er FRP (fiberforstærket plast) sammenlignet med andreer materialer, er et meget attraktivt alternativt materiale. Tag SMC/BMC (Sheet Molding Compound/Bulk Molding Compound) som eksempler:

* Vægtbesparelse
* Komponentintegration
* Designfleksibilitet
* Væsentligt lavere investering
* Letter integrationen af ​​antennesystemer
* Dimensionsstabilitet (lav lineær termisk udvidelseskoefficient, sammenlignelig med stål)
* Opretholder høj mekanisk ydeevne under høje temperaturforhold
Kompatibel med E-coating (elektronisk maling)

Lastbilchauffører er godt klar over, at luftmodstand, også kendt som luftmodstand, altid har været en betydelig faktor.modstander for lastbiler. Lastbilers store frontareal, høje chassis og firkantede trailere gør dem særligt modtagelige for luftmodstand.

At modvirkeLuftmodstand, som uundgåeligt øger motorens belastning, jo hurtigere hastigheden er, desto større er modstanden. Den øgede belastning på grund af luftmodstand fører til højere brændstofforbrug. For at reducere den vindmodstand, som lastbiler oplever, og dermed sænke brændstofforbruget, har ingeniører arbejdet hårdt. Udover at anvende aerodynamiske designs til kabinen, er der blevet tilføjet mange anordninger for at reducere luftmodstanden på rammen og den bageste del af traileren. Hvad er disse anordninger, der er designet til at reducere vindmodstanden på lastbiler?

Tag-/sideafvisere

Tag- og sideafviserne er primært designet til at forhindre vinden i at ramme den firkantede lade direkte, hvorved det meste af luften omdirigeres, så den strømmer jævnt hen over og omkring trailerens øvre og sider i stedet for direkte at ramme trailerens forende.er, hvilket forårsager betydelig modstand. Korrekt vinklede og højdejusterede deflektorer kan reducere modstanden forårsaget af traileren betydeligt.

Sideskørter til bil

Sideskørter på et køretøj tjener til at udglatte siderne af chassis'et og integrere det problemfrit med bilens karrosseri. De dækker elementer som sidemonterede benzintanke og brændstoftanke, hvilket reducerer deres frontale areal, der er udsat for vinden, og dermed muliggør en jævnere luftstrøm uden at skabe turbulens.

Lavt placeret Bumper

Den nedadgående kofanger reducerer luftstrømmen ind under køretøjet, hvilket hjælper med at mindske modstanden, der produceres af friktionen mellem chassiset ogDerudover reducerer nogle kofangere med føringshuller ikke kun luftmodstanden, men leder også luftstrømmen mod bremsetromlerne eller bremseskiverne, hvilket hjælper med at køle køretøjets bremsesystem.

Sideafvisere til lastkasse

Deflektorerne på siderne af bagagerummet dækker en del af hjulene og reducerer afstanden mellem bagagerummet og jorden. Dette design mindsker luftstrømmen, der kommer ind fra siderne under køretøjet. Fordi de dækker en del af hjulene, afbøjler disseFaktorer reducerer også turbulensen forårsaget af interaktionen mellem dækkene og luften.

Bagdeflektor

Designet til at forstyrreVed at bruge lufthvirvlerne bagpå strømliner det luftstrømmen og reducerer derved den aerodynamiske modstand.

Så hvilke materialer bruges til at lave deflektorer og dæksler på lastbiler? Ud fra hvad jeg har samlet, er glasfiber (også kendt som glasfiberforstærket plast eller GRP) foretrukket på det meget konkurrenceprægede marked på grund af sin lette vægt, høje styrke, korrosionsbestandighed og r...pålidelighed blandt andre egenskaber.

Glasfiber er et kompositmateriale, der bruger glasfibre og deres produkter (som glasfiberdug, måtter, garn osv.) som forstærkning, med syntetisk harpiks som matrixmateriale.

Glasfiberafvisere/-dæksler

Europa begyndte at bruge glasfiber i biler allerede i 1955 med forsøg på STM-II-modelkarosserier. I 1970 brugte Japan glasfiber til at fremstille dekorative afdækninger til bilhjul, og i 1971 fremstillede Suzuki motordæksler og skærme af glasfiber. I 1950'erne begyndte Storbritannien at bruge glasfiber og erstattede de tidligere kabiner af stål-træ-komposit, ligesom dem i For ...d S21 og trehjulede biler, som bragte en helt ny og mindre stiv stil til køretøjerne fra den tid.

Indenlandsk i Kina, nogle mProducenter har udført omfattende arbejde med at udvikle karosserier i glasfiber til køretøjer. For eksempel udviklede FAW med succes motordæksler i glasfiber og fladnæsede kabiner med flip-top ret tidligt. I øjeblikket er brugen af ​​glasfiberprodukter i mellemtunge og tunge lastbiler i Kina ret udbredt, herunder motorer med lang næse.afdækninger, kofangere, frontafdækninger, kabinetagafdækninger, sideskørter og vindafvisere. En velkendt indenlandsk producent af vindafvisere, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., er et eksempel på dette. Selv nogle af de luksuriøse store sovekabiner i beundrede amerikanske lastbiler med lang næse er lavet af glasfiber.

Letvægts, høj styrke, korrosionsbestandig-resistent, udbredt i køretøjer

På grund af de lave omkostninger, den korte produktionscyklus og den stærke designfleksibilitet anvendes glasfibermaterialer i vid udstrækning i mange aspekter af lastbilproduktion. For eksempel havde indenlandske lastbiler for et par år siden et monotont og stift design, hvor personlig udvendig styling var usædvanlig. Med den hurtige udvikling af indenlandske motorveje, somEfter at have stimuleret langdistancetransport i høj grad, førte vanskeligheden ved at skabe et personligt udseende af kabinen ud fra helt stål, høje omkostninger til støbeformdesign og problemer som rust og lækager i svejsede strukturer med flere paneler mange producenter til at vælge glasfiber til kabinetagdækninger.

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

Glasfiber er kendetegnet ved sin lette vægt og høje styrke, med en densitet mellem 1,5 og 2,0. Dette er kun omkring en fjerdedel til en femtedel af densiteten af ​​kulstofstål og endda lavere end aluminiums. Sammenlignet med 08F-stål har en 2,5 mm tyk glasfiber enstyrke svarende til 1 mm tykt stål. Derudover kan glasfiber designes fleksibelt efter behov, hvilket giver bedre samlet integritet og fremragende fremstillingsevne. Det giver mulighed for et fleksibelt valg af støbeprocesser baseret på produktets form, formål og mængde. Støbeprocessen er enkel og kræver ofte kun 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 glasfibermaterialer til forkofangere, frontdæksler, sideskørter og deflektorer.