К неметаллическим материалам, используемым в автомобилях, относятся пластмассы, резина, клеи-герметики, фрикционные материалы, ткани, стекло и другие материалы. Эти материалы используются в различных отраслях промышленности, таких как нефтехимия, легкая промышленность, текстильная промышленность и производство строительных материалов. Таким образом, применение неметаллических материалов в автомобилях является отражениемобъединенная экономическая и технологическая мощь, а также широкий спектр возможностей разработки и применения технологий в смежных отраслях.
В настоящее время поводья из стекловолокнаПринудительные композитные материалы, применяемые в автомобилях, включают термопласты, армированные стекловолокном (QFRTP), термопласты, армированные стекловолокном (GMT), листовые формовочные материалы (SMC), материалы для формования с переносом смолы (RTM) и изделия из стеклопластика ручной укладки.
Основная арматура из стекловолокнаВ настоящее время в автомобилях используются следующие пластмассы: полипропилен (ПП), армированный стекловолокном, полиамид 66 (PA66) или PA6, армированный стекловолокном, и, в меньшей степени, материалы PBT и PPO.
Армированные изделия из ПП (полипропилена) обладают высокой жесткостью и ударной вязкостью, а их механические свойства могут быть улучшены в несколько и даже в несколько раз. Армированный ПП применяется в сферах снапример, офисная мебель, например, детские стулья с высокой спинкой и офисные стулья; он также используется в осевых и центробежных вентиляторах холодильного оборудования, такого как холодильники и кондиционеры.
Армированные материалы PA (полиамид) уже используются как в легковых, так и в коммерческих автомобилях, как правило, для изготовления небольших функциональных деталей. Примеры включают защитные чехлы для корпусов замков, страховочные клинья, встроенные гайки, педали газа, ограждения переключения передач и ручки открывания. Если материал, выбранный производителем детали, нестабильныйкачество, неправильный процесс изготовления или материал не высушен должным образом, это может привести к разрушению слабых частей изделия.
С автоматомВ связи с растущим спросом промышленности на легкие и экологически чистые материалы зарубежная автомобильная промышленность все больше склоняется к использованию материалов GMT (термопластик со стекломатом) для удовлетворения потребностей конструкционных компонентов. В основном это связано с превосходной прочностью GMT, коротким циклом формования, высокой эффективностью производства, низкими затратами на обработку и экологичностью, что делает его одним из материалов 21 века. GMT в основном используется в производстве многофункциональных кронштейнов, кронштейнов приборной панели, каркасов сидений, защиты двигателя и кронштейнов аккумуляторной батареи в легковых автомобилях. Например, в Audi A6 и A4, которые в настоящее время производятся FAW-Volkswagen, используются материалы GMT, но локализованное производство не реализовано.
Улучшить общее качество автомобилей, чтобы догнать передовые международные уровни и достичьДля снижения веса, снижения вибрации и снижения шума отечественные подразделения провели исследования процессов производства и формования изделий из материалов GMT. У них есть мощности для массового производства материалов GMT, а в Цзянъинь, Цзянсу, построена производственная линия с годовой производительностью 3000 тонн материала GMT. Отечественные автопроизводители также используют материалы GMT в конструкции некоторых моделей и приступили к серийному опытному производству.
Листовой формовочный компаунд (SMC) представляет собой важный термореактивный пластик, армированный стекловолокном. Благодаря своим превосходным характеристикам, крупномасштабному производству и способности достигать поверхностей класса А, он широко используется в автомобилях. В настоящее время применениеиностранные материалы SMC в автомобильной промышленности добились нового прогресса. Основное использование SMC в автомобилях приходится на кузовные панели, на которые приходится 70% использования SMC. Самый быстрый рост наблюдается в структурных компонентах и деталях трансмиссии. Ожидается, что в ближайшие пять лет использование SMC в автомобилях увеличится на 22–71%, тогда как в других отраслях рост составит от 13% до 35%.
Статус приложенияи тенденции развития
1. Литой формовочный компаунд (SMC) с высоким содержанием армированного стекловолокном все чаще используется в компонентах автомобильных конструкций. Впервые он был продемонстрирован в деталях конструкции двух моделей Ford (Explorer и Ranger) в 1995 году. Благодаря своей многофункциональности считается, что он имеет преимущества при проектировании конструкций, что приводит к его широкому применению в автомобильных приборных панелях, системах рулевого управления, системах радиаторов и системах электронных устройств.
Верхние и нижние брекеты, изготовленные американской компанией Budd, изготовлены из композитного материала, содержащего 40% стекловолокна и ненасыщенного полиэстера. Эта двухсекционная передняя конструкция отвечает требованиям пользователя: передняя часть нижней кабины выдвинута вперед. Верхняя бр.Пакет крепится на переднем фонаре и передней конструкции кузова, а нижний кронштейн работает совместно с системой охлаждения. Эти два кронштейна соединены между собой и взаимодействуют с навесом автомобиля и конструкцией кузова, стабилизируя переднюю часть.
2. Применение материалов листового формовочного компаунда (SMC) низкой плотности: SMC низкой плотности имеет особый вес.y 1,3, а практическое применение и испытания показали, что он на 30% легче стандартного SMC, удельный вес которого составляет 1,9. Использование этого SMC низкой плотности позволяет снизить вес деталей примерно на 45% по сравнению с аналогичными деталями из стали. Все внутренние панели и новая внутренняя часть крыши модели Corvette '99 производства General Motors в США изготовлены из SMC низкой плотности. Кроме того, SMC низкой плотности также используется в автомобильных дверях, капотах двигателей и крышках багажника.
3. Другие применения SMC в автомобилях, помимо упомянутых ранее новых применений, включают производство вариаторов.нам другие части. К ним относятся двери кабины, надувные крыши, каркасы бамперов, грузовые двери, солнцезащитные козырьки, панели кузова, дренажные трубы с крыши, боковые накладки навесов для автомобилей и кузова грузовиков, среди которых наибольшее применение приходится на наружные панели кузова. Что касается статуса внутреннего применения, то с внедрением технологии производства легковых автомобилей в Китае SMC был впервые применен в легковых автомобилях и в основном использовался в отсеках для запасных колес и каркасах бамперов. В настоящее время он также применяется в коммерческих автомобилях для изготовления таких деталей, как крышки стоек, расширительные бачки, зажимы линейной скорости, большие/малые перегородки, кожухи воздухозаборника в сборе и многое другое.
Композитный материал из стеклопластикаАвтомобильные рессоры
Метод трансферного формования смолы (RTM) включает прессование смолы в закрытую форму, содержащую стекловолокна, с последующим отверждением при комнатной температуре или при нагревании. По сравнению с Листом МолдиИспользуя метод соединения (SMC), RTM предлагает более простое производственное оборудование, более низкие затраты на пресс-формы и превосходные физические свойства продукции, но он подходит только для среднего и мелкосерийного производства. В настоящее время автомобильные детали, производимые методом РТМ за рубежом, распространены и на кузовные покрытия. Напротив, внутри Китая технология формования RTM для производства автомобильных деталей все еще находится на стадии разработки и исследований, стремясь достичь уровня производства аналогичной зарубежной продукции с точки зрения механических свойств сырья, времени отверждения и характеристик готовой продукции. Автомобильные детали, разработанные и исследованные внутри страны с использованием метода RTM, включают лобовые стекла, задние двери багажника, диффузоры, крыши, бамперы и задние подъемные двери для автомобилей Fukang.
Однако, как более быстро и эффективно применить процесс RTM к автомобилям, необходимыИзменения материалов для структуры продукта, уровень характеристик материала, стандарты оценки и достижение поверхностей класса А являются вопросами, вызывающими озабоченность в автомобильной промышленности. Это также предпосылки для широкого внедрения РТМ в производстве автомобильных деталей.
Почему FRP
С точки зрения производителей автомобилей, FRP (армированные волокном пластмассы) по сравнению с другимиэр материалов, является очень привлекательным альтернативным материалом. В качестве примера рассмотрим SMC/BMC (листовой формовочный компаунд/объемный формовочный компаунд):
* Экономия веса
* Интеграция компонентов
* Гибкость дизайна
* Значительно меньшие инвестиции
* Облегчает интеграцию антенных систем
* Стабильность размеров (низкий коэффициент линейного теплового расширения, сравнимый со сталью)
* Сохраняет высокие механические характеристики в условиях высоких температур.
Совместимость с E-покрытием (электронная окраска)
Водители грузовиков хорошо знают, что сопротивление воздуха, также известное как лобовое сопротивление, всегда было значительным фактором.противники для грузовых автомобилей. Большая лобовая площадь грузовиков, высокие шасси и прицепы прямоугольной формы делают их особенно восприимчивыми к сопротивлению воздуха.
Чтобы противодействоватьсопротивление воздуха, которое неизбежно увеличивает нагрузку на двигатель, чем выше скорость, тем больше сопротивление. Повышенная нагрузка из-за сопротивления воздуха приводит к увеличению расхода топлива. Чтобы уменьшить сопротивление ветра, испытываемое грузовиками, и тем самым снизить расход топлива, инженеры ломали голову. Помимо принятия аэродинамической конструкции кабины, было добавлено множество устройств для снижения сопротивления воздуха на раме и задней части прицепа. Что представляют собой эти устройства, предназначенные для снижения ветрового сопротивления грузовых автомобилей?
Крыша/боковые дефлекторы
Крыша и боковые дефлекторы в первую очередь предназначены для предотвращения прямого попадания ветра на грузовой отсек квадратной формы, перенаправляя большую часть воздуха так, чтобы он плавно обтекал верхнюю и боковые части прицепа, а не воздействовал непосредственно на переднюю часть прицепа. тащитьэ., что вызывает значительное сопротивление. Правильно расположенные и отрегулированные по высоте дефлекторы могут значительно снизить сопротивление, создаваемое прицепом.
Боковые юбки автомобиля
Боковые юбки на автомобиле служат для сглаживания боковых сторон шасси, плавно интегрируя его с кузовом автомобиля. Они закрывают такие элементы, как боковые бензобаки и топливные баки, уменьшая их лобовую площадь, подверженную ветру, тем самым способствуя более плавному потоку воздуха без создания турбулентности.
Низко расположенный Бампеr
Выступающий вниз бампер уменьшает поток воздуха, попадающий под автомобиль, что помогает уменьшить сопротивление, создаваемое трением между шасси и кузовом.воздух. Кроме того, некоторые бамперы с направляющими отверстиями не только уменьшают сопротивление ветра, но и направляют поток воздуха к тормозным барабанам или тормозным дискам, способствуя охлаждению тормозной системы автомобиля.
Боковые дефлекторы грузового отсека
Дефлекторы по бокам грузового отсека закрывают часть колес и уменьшают расстояние между грузовым отсеком и землей. Такая конструкция уменьшает поток воздуха, поступающий с боков под автомобилем. Поскольку они закрывают часть колес, они отклоняютКроме того, факторы уменьшают турбулентность, вызванную взаимодействием шин с воздухом.
Задний дефлектор
Создан, чтобы разрушитьВоздушные завихрения сзади оптимизируют воздушный поток, тем самым уменьшая аэродинамическое сопротивление.
Итак, какие материалы используются для изготовления дефлекторов и чехлов на грузовых автомобилях? Судя по тому, что я понял, на высококонкурентном рынке стекловолокно (также известное как стеклопластик или GRP) пользуется популярностью из-за его легкого веса, высокой прочности, коррозионной стойкости и стойкости к коррозии.надежность среди других свойств.
Стекловолокно — это композитный материал, в котором в качестве армирования используются стеклянные волокна и продукты из них (например, стеклоткань, мат, пряжа и т. д.), а в качестве матричного материала выступает синтетическая смола.
Дефлекторы/крышки из стекловолокна
Европа начала использовать стекловолокно в автомобилях еще в 1955 году, после испытаний кузовов моделей STM-II. В 1970 году Япония использовала стекловолокно для изготовления декоративных чехлов для колес автомобилей, а в 1971 году Suzuki изготовила из стекловолокна кожухи двигателя и крылья. В 1950-х годах в Великобритании начали использовать стекловолокно, заменив прежние кабины из композитных материалов из стали и дерева, подобные тем, что использовались в For.d S21 и трехколесные автомобили, которые придали автомобилям той эпохи совершенно новый и менее жесткий стиль.
Внутри Китая некоторые мПроизводители проделали обширную работу по разработке кузовов автомобилей из стекловолокна. Например, компания FAW довольно рано успешно разработала крышки двигателей из стекловолокна и кабины с откидной крышей и плоским носом. В настоящее время использование изделий из стеклопластика в средних и тяжелых грузовых автомобилях Китая достаточно широко распространено, в том числе и в длинноносых двигателях.чехлы, бамперы, передние чехлы, чехлы на крышу кабины, боковые юбки и дефлекторы. Примером тому является известный отечественный производитель дефлекторов Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd. Даже некоторые из роскошных больших спальных кабин в американских длинноносых грузовиках, которыми восхищаются, сделаны из стекловолокна.
Легкий, высокопрочный, коррозионностойкий-стойкий, широко используется в транспортных средствах
Благодаря низкой стоимости, короткому производственному циклу и высокой гибкости конструкции стекловолоконные материалы широко используются во многих аспектах производства грузовых автомобилей. Например, несколько лет назад отечественные грузовики имели монотонную и жесткую конструкцию, а индивидуальный дизайн экстерьера был редкостью. В связи с бурным развитием отечественных автомобильных дорог,h значительно стимулировал перевозки на дальние расстояния, сложность создания индивидуального внешнего вида кабины из цельной стали, высокая стоимость проектирования пресс-форм, а также такие проблемы, как ржавчина и протечки в многопанельных сварных конструкциях, побудили многих производителей выбрать стекловолокно для покрытия крыши кабины.
В настоящее время многие грузовики используют фиматериалы из бергласа для передних крышек и бамперов.
Стекловолокно отличается легкостью и высокой прочностью, плотностью от 1,5 до 2,0. Это всего лишь от четверти до пятой плотности углеродистой стали и даже ниже, чем у алюминия. По сравнению со сталью 08F стекловолокно толщиной 2,5 мм имеетПрочность эквивалентна стали толщиной 1 мм. Кроме того, стекловолокно можно гибко проектировать в соответствии с потребностями, обеспечивая лучшую общую целостность и превосходную технологичность. Это позволяет гибко выбирать процессы формования в зависимости от формы, назначения и количества изделия. Процесс формования прост, часто требует всего лишь одного этапа, а материал обладает хорошей коррозионной стойкостью. Он может противостоять атмосферным условиям, воде и обычным концентрациям кислот, оснований и солей. Поэтому во многих грузовиках в настоящее время для изготовления передних бамперов, передних крышек, боковых юбок и дефлекторов используются материалы из стекловолокна.
Время публикации: 02 января 2024 г.
