Els materials no metàl·lics utilitzats en els automòbils inclouen plàstics, cautxú, segelladors adhesius, materials de fricció, teixits, vidre i altres materials. Aquests materials impliquen diversos sectors industrials com ara la petroquímica, la indústria lleugera, els tèxtils i els materials de construcció. Per tant, l'aplicació de materials no metàl·lics en els automòbils és un reflex de la coforça econòmica i tecnològica combinada, i també abasta una àmplia gamma de capacitats de desenvolupament i aplicació tecnològica en indústries relacionades.
Actualment, la rega de fibra de vidreEls materials compostos forçats aplicats en automòbils inclouen termoplàstics reforçats amb fibra de vidre (QFRTP), termoplàstics reforçats amb fibra de vidre (GMT), compostos de modelat de làmines (SMC), materials de modelat per transferència de resina (RTM) i productes FRP col·locats a mà.
El principal reforç de fibra de vidreEls plàstics cedits que s'utilitzen actualment en els automòbils són el polipropilè reforçat amb fibra de vidre (PP), la poliamida 66 reforçada amb fibra de vidre (PA66) o PA6, i en menor mesura, els materials PBT i PPO.
Els productes de PP reforçat (polipropilè) posseeixen una alta rigidesa i resistència, i les seves propietats mecàniques es poden millorar diverses vegades, fins i tot múltiples vegades. El PP reforçat s'utilitza en zonescom ara mobiliari d'oficina, per exemple en cadires de respatller alt per a nens i cadires d'oficina; també s'utilitza en ventiladors axials i centrífugs dins d'equips de refrigeració com ara neveres i aparells d'aire condicionat.
Els materials de PA (poliamida) reforçats ja s'utilitzen tant en vehicles de passatgers com comercials, normalment per a la fabricació de petites peces funcionals. Alguns exemples són les cobertes protectores per a cossos de panys, falques d'assegurança, femelles incrustades, pedals d'accelerador, protectors de canvi de marxes i manetes d'obertura. Si el material escollit pel fabricant de la peça és inestablela qualitat, el procés de fabricació és inadequat o el material no s'ha assecat correctament, pot provocar la fractura de les parts febles del producte.
Amb l'automàticA causa de la creixent demanda de materials lleugers i respectuosos amb el medi ambient per part de la indústria automobilística, les indústries automobilístiques estrangeres s'inclinen més cap a l'ús de materials GMT (termàptics de fibra de vidre) per satisfer les necessitats dels components estructurals. Això es deu principalment a l'excel·lent resistència del GMT, al seu cicle de modelat curt, a l'alta eficiència de producció, als baixos costos de processament i a la seva naturalesa no contaminant, cosa que el converteix en un dels materials del segle XXI. El GMT s'utilitza principalment en la producció de suports multifuncionals, suports per a quadres de comandament, marcs de seients, protectors de motor i suports de bateria en vehicles de passatgers. Per exemple, els Audi A6 i A4 actualment produïts per FAW-Volkswagen utilitzen materials GMT, però no han aconseguit una producció localitzada.
Millorar la qualitat general dels automòbils per posar-se al dia amb els nivells avançats internacionals i aconseguirPer reduir el pes, la vibració i el soroll, les unitats nacionals han dut a terme investigacions sobre els processos de producció i modelat de productes de materials GMT. Tenen la capacitat de produir materials GMT en massa i s'ha construït una línia de producció amb una producció anual de 3.000 tones de material GMT a Jiangyin, Jiangsu. Els fabricants nacionals d'automòbils també utilitzen materials GMT en el disseny d'alguns models i han començat la producció de proves per lots.
El compost per a modelat de làmines (SMC) és un important plàstic termoestable reforçat amb fibra de vidre. A causa del seu excel·lent rendiment, la seva capacitat de producció a gran escala i la seva capacitat per aconseguir superfícies de grau A, s'ha utilitzat àmpliament en automòbils. Actualment, l'aplicació deEls materials SMC estrangers a la indústria de l'automòbil han fet nous progressos. L'ús principal de SMC en automòbils és en panells de carrosseria, representant el 70% de l'ús de SMC. El creixement més ràpid és en components estructurals i peces de transmissió. En els propers cinc anys, s'espera que l'ús de SMC en automòbils augmenti entre un 22% i un 71%, mentre que en altres indústries, el creixement serà del 13% al 35%.
Estat de l'aplicaciói tendències de desenvolupament
1. El compost de modelat de làmines reforçat amb fibra de vidre d'alt contingut (SMC) s'utilitza cada cop més en components estructurals d'automòbils. Es va demostrar per primera vegada en peces estructurals de dos models Ford (Explorer i Ranger) el 1995. A causa de la seva multifuncionalitat, es considera que té avantatges en el disseny estructural, cosa que ha portat a la seva aplicació generalitzada en quadres de comandament d'automòbils, sistemes de direcció, sistemes de radiadors i sistemes de dispositius electrònics.
Els suports superior i inferior modelats per l'empresa americana Budd utilitzen un material compost que conté un 40% de fibra de vidre en polièster insaturat. Aquesta estructura frontal de dues peces satisfà els requisits de l'usuari, amb la part frontal de la cabina inferior estesa cap endavant. La part superior...El suport està fixat a la capota davantera i a l'estructura de la carrosseria davantera, mentre que el suport inferior funciona conjuntament amb el sistema de refrigeració. Aquests dos suports estan interconnectats i cooperen amb la capota del cotxe i l'estructura de la carrosseria per estabilitzar la part davantera.
2. L'aplicació de materials de compostos per a modelat de làmines (SMC) de baixa densitat: els SMC de baixa densitat tenen una gravetat específicay d'1,3, i les aplicacions pràctiques i proves han demostrat que és un 30% més lleuger que l'SMC estàndard, que té una gravetat específica d'1,9. L'ús d'aquest SMC de baixa densitat pot reduir el pes de les peces en aproximadament un 45% en comparació amb peces similars fetes d'acer. Tots els panells interiors i els nous interiors del sostre del model Corvette '99 de General Motors als EUA estan fets de SMC de baixa densitat. A més, l'SMC de baixa densitat també s'utilitza en portes de cotxes, capons de motors i tapes de maleter.
3. Altres aplicacions de l'SMC en automòbils, més enllà dels nous usos esmentats anteriorment, inclouen la producció de diversosaltres peces. Aquests inclouen portes de cabina, sostres inflables, esquelets de para-xocs, portes de càrrega, viseres para-sols, panells de carrosseria, canonades de drenatge del sostre, tires laterals de coberta de cotxes i caixes de camions, entre les quals el major ús és en panells exteriors de carrosseria. Pel que fa a l'estat de l'aplicació nacional, amb la introducció de la tecnologia de producció de turismes a la Xina, l'SMC es va adoptar per primera vegada en vehicles de passatgers, principalment utilitzat en compartiments de pneumàtics de recanvi i esquelets de para-xocs. Actualment, també s'aplica en vehicles comercials per a peces com plaques de coberta de la cambra de l'amortidor, dipòsits d'expansió, brides de velocitat de línia, envans grans/petits, conjunts de coberta d'admissió d'aire i més.
Material compost de GFRPMolles de ballesta per a automòbils
El mètode de modelat per transferència de resina (RTM) consisteix a premsar resina en un motlle tancat que conté fibres de vidre, seguit d'un curat a temperatura ambient o amb calor. En comparació amb el modelat de làminesAmb el mètode del compost ng (SMC), l'RTM ofereix un equip de producció més senzill, costos de motlle més baixos i excel·lents propietats físiques dels productes, però només és adequat per a la producció a petita i mitjana escala. Actualment, les peces d'automòbils produïdes amb el mètode RTM a l'estranger s'han ampliat a recobriments de carrosseria completa. En canvi, a la Xina, la tecnologia de modelat RTM per a la fabricació de peces d'automòbils encara es troba en fase de desenvolupament i investigació, i s'esforça per assolir els nivells de producció de productes estrangers similars pel que fa a les propietats mecàniques de les matèries primeres, el temps de curat i les especificacions del producte acabat. Les peces d'automòbils desenvolupades i investigades a nivell nacional mitjançant el mètode RTM inclouen parabrises, portes posteriors, difusors, sostres, para-xocs i portes elevables posteriors per a cotxes Fukang.
Tanmateix, com aplicar de manera més ràpida i eficaç el procés RTM als automòbils, els requisitsEls elements dels materials per a l'estructura del producte, el nivell de rendiment del material, els estàndards d'avaluació i l'assoliment de superfícies de grau A són qüestions de preocupació a la indústria de l'automoció. Aquests també són els requisits previs per a l'adopció generalitzada de RTM en la fabricació de peces d'automoció.
Per què FRP
Des de la perspectiva dels fabricants d'automòbils, els FRP (plàstics reforçats amb fibra) en comparació amb altreser materials, és un material alternatiu molt atractiu. Prenent SMC/BMC (Sheet Molding Compound/Bulk Molding Compound) com a exemples:
* Estalvi de pes
* Integració de components
* Flexibilitat de disseny
* Inversió significativament menor
* Facilita la integració de sistemes d'antenes
* Estabilitat dimensional (baix coeficient de dilatació tèrmica lineal, comparable a l'acer)
* Manté un alt rendiment mecànic en condicions d'alta temperatura
Compatible amb E-coating (pintura electrònica)
Els conductors de camions són ben conscients que la resistència de l'aire, també coneguda com a arrossegament, sempre ha estat un factor significatiuadversari per a camions. La gran superfície frontal dels camions, els xassís alts i els remolcs de forma quadrada els fan particularment susceptibles a la resistència de l'aire.
Per contrarestarla resistència de l'aire, que inevitablement augmenta la càrrega del motor, com més ràpida sigui la velocitat, més gran serà la resistència. L'augment de la càrrega a causa de la resistència de l'aire condueix a un major consum de combustible. Per reduir la resistència al vent que experimenten els camions i, per tant, reduir el consum de combustible, els enginyers s'han trencat el cap. A més d'adoptar dissenys aerodinàmics per a la cabina, s'han afegit molts dispositius per reduir la resistència de l'aire al xassís i a la part posterior del remolc. Quins són aquests dispositius dissenyats per reduir la resistència al vent dels camions?
Deflectors de sostre/laterals
Els deflectors del sostre i laterals estan dissenyats principalment per evitar que el vent colpeixi directament la caixa de càrrega de forma quadrada, redirigint la major part de l'aire perquè flueixi suaument sobre i al voltant de les parts superiors i laterals del remolc, en lloc d'impactar directament la part davantera del remolc.er, cosa que provoca una resistència significativa. Uns deflectors correctament inclinats i ajustats en alçada poden reduir considerablement la resistència causada pel remolc.
Faldons laterals de cotxe
Els faldons laterals d'un vehicle serveixen per suavitzar els laterals del xassís, integrant-lo perfectament amb la carrosseria del cotxe. Cobreixen elements com els dipòsits de gasolina i els dipòsits de combustible muntats lateralment, reduint la seva àrea frontal exposada al vent, facilitant així un flux d'aire més suau sense crear turbulències.
Bumpe de posició baixar
El para-xocs que s'estén cap avall redueix el flux d'aire que entra sota el vehicle, cosa que ajuda a disminuir la resistència produïda per la fricció entre el xassís i elaire. A més, alguns para-xocs amb forats guia no només redueixen la resistència al vent, sinó que també dirigeixen el flux d'aire cap als tambors o discs de fre, cosa que ajuda a refredar el sistema de frenada del vehicle.
Deflectors laterals de la caixa de càrrega
Els deflectors dels costats de la caixa de càrrega cobreixen part de les rodes i redueixen la distància entre el compartiment de càrrega i el terra. Aquest disseny disminueix el flux d'aire que entra pels costats que hi ha sota el vehicle. Com que cobreixen part de les rodes, aquests deflectors...Els factors també redueixen la turbulència causada per la interacció entre els pneumàtics i l'aire.
Deflector posterior
Dissenyat per disruptivarEls vòrtexs d'aire a la part posterior, agilitzen el flux d'aire, reduint així la resistència aerodinàmica.
Aleshores, quins materials s'utilitzen per fabricar els deflectors i les cobertes dels camions? Pel que he après, en un mercat altament competitiu, la fibra de vidre (també coneguda com a plàstic reforçat amb vidre o GRP) és la preferida per la seva lleugeresa, alta resistència, resistència a la corrosió i...fiabilitat entre altres propietats.
La fibra de vidre és un material compost que utilitza fibres de vidre i els seus productes (com ara tela de fibra de vidre, estores, fils, etc.) com a reforç, amb resina sintètica com a material matriu.
Deflectors/Cobertes de fibra de vidre
Europa va començar a utilitzar fibra de vidre en automòbils ja el 1955, amb proves en carrosseries de models STM-II. El 1970, el Japó va utilitzar fibra de vidre per fabricar cobertes decoratives per a les rodes dels cotxes, i el 1971 Suzuki va fabricar cobertes de motor i parafangs de fibra de vidre. A la dècada de 1950, el Regne Unit va començar a utilitzar fibra de vidre, substituint les anteriors cabines compostes d'acer i fusta, com les del Ford S21 i cotxes de tres rodes, que van aportar un estil completament nou i menys rígid als vehicles d'aquella època.
A nivell nacional a la Xina, alguns mEls fabricants han fet una extensa feina en el desenvolupament de carrosseries de vehicles de fibra de vidre. Per exemple, FAW va desenvolupar amb èxit cobertes de motor de fibra de vidre i cabines abatibles amb el morro pla des de ben aviat. Actualment, l'ús de productes de fibra de vidre en camions mitjans i pesants a la Xina està força estès, inclosos els motors amb el morro llarg.cobertes, para-xocs, cobertes frontals, cobertes de sostre de cabina, faldons laterals i deflectors. Un conegut fabricant nacional de deflectors, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., n'és un exemple. Fins i tot algunes de les luxoses cabines grans amb llitera dels admirats camions americans de morro llarg estan fetes de fibra de vidre.
Lleuger, d'alta resistència, resistent a la corrosióresistent, àmpliament utilitzat en vehicles
A causa del seu baix cost, cicle de producció curt i gran flexibilitat de disseny, els materials de fibra de vidre s'utilitzen àmpliament en molts aspectes de la fabricació de camions. Per exemple, fa uns anys, els camions domèstics tenien un disseny monòton i rígid, i l'estil exterior personalitzat era poc comú. Amb el ràpid desenvolupament de les autopistes domèstiques, queh va estimular enormement el transport de llarga distància, la dificultat per formar aparences de cabina personalitzades a partir d'acer sencer, els elevats costos de disseny de motlles i problemes com l'òxid i les fuites en estructures soldades de diversos panells van portar a molts fabricants a triar fibra de vidre per a les cobertes del sostre de la cabina.
Actualment, molts camions utilitzen fiMaterials de vidre berglass per a cobertes frontals i para-xocs.
La fibra de vidre es caracteritza per la seva lleugeresa i alta resistència, amb una densitat que oscil·la entre 1,5 i 2,0. Això és només aproximadament entre un quart i una cinquena part de la densitat de l'acer al carboni i fins i tot inferior a la de l'alumini. En comparació amb l'acer 08F, una fibra de vidre de 2,5 mm de gruix té unresistència equivalent a l'acer d'1 mm de gruix. A més, la fibra de vidre es pot dissenyar de manera flexible segons les necessitats, oferint una millor integritat general i una excel·lent fabricabilitat. Permet una elecció flexible dels processos de modelat en funció de la forma, la finalitat i la quantitat del producte. El procés de modelat és senzill, sovint només requereix un sol pas, i el material té una bona resistència a la corrosió. Pot resistir les condicions atmosfèriques, l'aigua i les concentracions habituals d'àcids, bases i sals. Per tant, molts camions actualment utilitzen materials de fibra de vidre per a para-xocs davanters, cobertes davanteres, faldons laterals i deflectors.
Data de publicació: 02-01-2024
