К неметаллическим материалам, используемым в автомобилях, относятся пластмассы, резина, клеи и герметики, фрикционные материалы, ткани, стекло и другие материалы. Эти материалы применяются в различных отраслях промышленности, таких как нефтехимия, легкая промышленность, текстильная промышленность и строительные материалы. Таким образом, применение неметаллических материалов в автомобилях является отражением...Она сочетает в себе экономическую и технологическую мощь, а также охватывает широкий спектр возможностей в области разработки и применения технологий в смежных отраслях.
В настоящее время стекловолокно используется для производства изделий из стекловолокна.В автомобилестроении применяются композитные материалы, армированные стекловолокном, включая термопласты, армированные стекловолокном (QFRTP), термопласты, армированные стекловолоконным матом (GMT), листовые формовочные компаунды (SMC), материалы для литья под давлением (RTM) и изделия из армированного волокном полимера, изготовленные вручную.
Основной стекловолоконный армирующий материалВ настоящее время в автомобилях используются следующие виды пластмасс: полипропилен (ПП), армированный стекловолокном, полиамид 66 (ПА66) или ПА6, армированный стекловолокном, а также, в меньшей степени, материалы ПБТ и ППО.
Изделия из армированного полипропилена (ПП) обладают высокой жесткостью и прочностью, а их механические свойства могут быть улучшены в несколько раз, даже многократно. Армированный ПП используется в различных областях.Например, в офисной мебели, в частности, в детских креслах с высокой спинкой и офисных креслах; он также используется в осевых и центробежных вентиляторах холодильного оборудования, такого как холодильники и кондиционеры.
Армированные полиамидные материалы уже используются как в легковых, так и в коммерческих автомобилях, как правило, для изготовления небольших функциональных деталей. Примеры включают защитные кожухи для корпусов замков, страховые клинья, встраиваемые гайки, педали газа, защитные кожухи рычага переключения передач и ручки открывания. Если выбранный производителем детали материал нестабиленНеправильное качество, несоответствующий производственный процесс или ненадлежащая сушка материала могут привести к разрушению слабых мест в изделии.
С автоматомВ связи с растущим спросом автомобильной промышленности на легкие и экологически чистые материалы, зарубежные автомобильные компании все чаще используют стекловолоконные термопласты (GMT) для удовлетворения потребностей в конструкционных компонентах. Это объясняется, главным образом, превосходной прочностью GMT, коротким циклом формования, высокой эффективностью производства, низкими затратами на обработку и экологичностью, что делает его одним из материалов XXI века. GMT в основном используется в производстве многофункциональных кронштейнов, кронштейнов приборной панели, каркасов сидений, защитных кожухов двигателя и кронштейнов аккумуляторов в легковых автомобилях. Например, в моделях Audi A6 и A4, выпускаемых в настоящее время компанией FAW-Volkswagen, используются материалы GMT, но их локальное производство пока не налажено.
Для повышения общего качества автомобилей, чтобы соответствовать передовым международным стандартам, и для достиженияДля снижения веса, вибрации и шума отечественные производители провели исследования в области производства и формования изделий из материалов GMT. Они обладают возможностями для массового производства материалов GMT, и в Цзянъине, провинция Цзянсу, построена производственная линия с годовой производительностью 3000 тонн материалов GMT. Отечественные автопроизводители также используют материалы GMT в дизайне некоторых моделей и начали серийное пробное производство.
Листовой формовочный компаунд (SMC) — важный термореактивный пластик, армированный стекловолокном. Благодаря своим превосходным характеристикам, возможности крупномасштабного производства и способности получать поверхности класса А, он широко используется в автомобилестроении. В настоящее время применение...Использование импортных SMC-материалов в автомобильной промышленности достигло новых высот. Основное применение SMC в автомобилях приходится на кузовные панели, на которые приходится 70% всего объема использования SMC. Наиболее быстрый рост наблюдается в конструкционных компонентах и деталях трансмиссии. В ближайшие пять лет ожидается увеличение использования SMC в автомобилях на 22–71%, в то время как в других отраслях рост составит от 13% до 35%.
Статус заявкии тенденции развития
1. Высококонцентрированный композитный материал для формования листового металла, армированный стекловолокном (SMC), все чаще используется в автомобильных конструкционных компонентах. Впервые его применение в конструкционных деталях было продемонстрировано на двух моделях Ford (E).Он был разработан в 1995 году (и известен как Xplorer и Ranger). Благодаря своей многофункциональности, он широко считается обладающим преимуществами в конструктивном проектировании, что привело к его широкому применению в автомобильных приборных панелях, системах рулевого управления, системах охлаждения и электронных устройствах.
Верхний и нижний кронштейны, изготовленные американской компанией Budd, выполнены из композитного материала, содержащего 40% стекловолокна в ненасыщенном полиэфире. Эта двухсекционная передняя конструкция отвечает требованиям пользователя, при этом передняя часть нижней кабины выступает вперед. Верхний кронштейнКронштейн крепится к переднему обвесу и передней части кузова, а нижний кронштейн работает совместно с системой охлаждения. Эти два кронштейна соединены между собой и взаимодействуют с обвесом и кузовом автомобиля, обеспечивая стабилизацию передней части.
2. Применение листовых формовочных компаундов низкой плотности (SMC): SMC низкой плотности имеет удельный весПлотность SMC составляет 1,3, а практические применения и испытания показали, что он на 30% легче стандартного SMC, удельная плотность которого составляет 1,9. Использование этого низкоплотного SMC позволяет снизить вес деталей примерно на 45% по сравнению с аналогичными деталями из стали. Все внутренние панели и новая внутренняя отделка крыши модели Corvette '99 от General Motors в США изготовлены из низкоплотного SMC. Кроме того, низкоплотный SMC также используется в дверях автомобилей, капотах двигателей и крышках багажников.
3. Другие области применения SMC в автомобилестроении, помимо упомянутых ранее новых способов использования, включают производство различных...Мы используем его и в других деталях. К ним относятся двери кабины, надувные крыши, каркасы бамперов, грузовые двери, солнцезащитные козырьки, кузовные панели, водосточные трубы крыши, боковые молдинги навесов и кузова грузовиков, причем наибольшее применение он находит во внешних кузовных панелях. Что касается внутреннего применения, то с внедрением технологий производства легковых автомобилей в Китае SMC впервые был применен в легковых автомобилях, в основном в отсеках для запасных колес и каркасах бамперов. В настоящее время он также применяется в коммерческих автомобилях для таких деталей, как крышки стоек, расширительные баки, зажимы для тросов, большие/малые перегородки, кожухи воздухозаборников и многое другое.
Композитный материал из стекловолокнаАвтомобильные рессоры
Метод литья под давлением смолы (RTM) включает в себя вдавливание смолы в закрытую форму, содержащую стекловолокно, с последующим отверждением при комнатной температуре или с помощью нагрева. По сравнению с методом формования листовой смолыПомимо метода SMC (Support-Map), технология RTM предлагает более простое производственное оборудование, меньшие затраты на пресс-формы и превосходные физические свойства изделий, но подходит только для среднего и малого производства. В настоящее время производство автомобильных деталей методом RTM за рубежом распространилось на изготовление целых кузовных панелей. В отличие от этого, в Китае технология RTM-формования для производства автомобильных деталей все еще находится на стадии разработки и исследований, стремясь достичь уровня производства аналогичных зарубежных изделий по механическим свойствам сырья, времени отверждения и техническим характеристикам готовой продукции. К автомобильным деталям, разработанным и исследованным в Китае с использованием метода RTM, относятся ветровые стекла, задние двери багажника, диффузоры, крыши, бамперы и задние подъемные двери для автомобилей Fukang.
Однако, как быстрее и эффективнее применить процесс RTM к автомобилям, необходимы следующие условия.В автомобильной промышленности актуальны вопросы выбора материалов для конструкции изделия, уровня эксплуатационных характеристик материалов, стандартов оценки и достижения поверхностей класса А. Это также является предпосылкой для широкого внедрения технологии RTM в производстве автомобильных деталей.
Почему именно FRP?
С точки зрения автопроизводителей, армированные волокном пластмассы (FRP) по сравнению с другими материалами выглядят иначе.Материалы, используемые в производстве листового формовочного компаунда, являются очень привлекательной альтернативой. В качестве примеров рассмотрим SMC/BMC (листовой формовочный компаунд/компаунд для объемного формования):
* Экономия веса
* Интеграция компонентов
* Гибкость дизайна
* Значительно меньшие инвестиции
* Облегчает интеграцию антенных систем
* Стабильность размеров (низкий коэффициент линейного термического расширения, сравнимый со сталью)
* Сохраняет высокие механические характеристики в условиях высоких температур.
Совместимо с электрохимическим покрытием (E-coating).
Водители грузовиков прекрасно знают, что сопротивление воздуха, также известное как аэродинамическое сопротивление, всегда было значительной проблемой.Непреодолимое препятствие для грузовиков. Большая площадь лобового сопротивления грузовиков, высокое шасси и квадратная форма прицепов делают их особенно восприимчивыми к сопротивлению воздуха.
Для противодействияСопротивление воздуха, которое неизбежно увеличивает нагрузку на двигатель, чем выше скорость, тем больше сопротивление. Увеличение нагрузки из-за сопротивления воздуха приводит к увеличению расхода топлива. Чтобы уменьшить сопротивление воздуха, испытываемое грузовиками, и тем самым снизить расход топлива, инженеры ломали голову. Помимо применения аэродинамических решений в конструкции кабины, было добавлено множество устройств для уменьшения сопротивления воздуха на раме и задней части прицепа. Что же это за устройства, предназначенные для уменьшения сопротивления воздуха у грузовиков?
Дефлекторы крыши/боковые дефлекторы
Дефлекторы на крыше и боковых сторонах предназначены в первую очередь для предотвращения прямого воздействия ветра на квадратный грузовой отсек, перенаправляя большую часть воздушного потока таким образом, чтобы он плавно обтекал верхнюю и боковые части прицепа, а не напрямую ударял по передней части прицепа.Это создает значительное сопротивление. Правильно расположенные и отрегулированные по высоте дефлекторы могут значительно снизить сопротивление, создаваемое прицепом.
Боковые пороги автомобиля
Боковые обтекатели на автомобиле служат для сглаживания боковых сторон шасси, обеспечивая его бесшовную интеграцию с кузовом. Они закрывают такие элементы, как расположенные по бокам топливные баки, уменьшая их лобовую площадь, подверженную воздействию ветра, тем самым обеспечивая более плавный воздушный поток без создания турбулентности.
Низко расположенный бамперr
Бампер, направленный вниз, уменьшает поток воздуха, поступающий под автомобиль, что помогает снизить сопротивление, возникающее из-за трения между шасси и кузовом.Кроме того, некоторые бамперы с направляющими отверстиями не только снижают сопротивление воздуха, но и направляют воздушный поток 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 автомобиль. Поскольку они закрывают часть колес, эти дефлекторы...Кроме того, эти элементы уменьшают турбулентность, возникающую в результате взаимодействия шин с воздухом.
Задний дефлектор
Создан для того, чтобы нарушить порядок.Воздействуя на воздушные вихри в задней части самолета, это оптимизирует воздушный поток, тем самым уменьшая аэродинамическое сопротивление.
Итак, какие материалы используются для изготовления дефлекторов и кожухов на грузовиках? Насколько я понял, на этом высококонкурентном рынке предпочтение отдается стекловолокну (также известному как стеклоармированный пластик или GRP) за его легкость, высокую прочность, коррозионную стойкость и т.д.надежность, среди прочих свойств.
Стекловолокно — это композитный материал, в котором в качестве армирующего материала используются стекловолокна и изделия из них (например, стекловолоконная ткань, мат, пряжа и т. д.), а в качестве матричного материала — синтетическая смола.
Дефлекторы/крышки из стекловолокна
В Европе стекловолокно начали использовать в автомобилях еще в 1955 году, начиная с испытаний кузовов модели STM-II. В 1970 году Япония использовала стекловолокно для изготовления декоративных колпаков для автомобильных колес, а в 1971 году компания Suzuki начала производить из стекловолокна крышки двигателя и крылья. В 1950-х годах Великобритания начала использовать стекловолокно, заменив прежние стальные и деревянные композитные кабины, подобные тем, что использовались в автомобилях Ford S21 и трехколесные автомобили, которые привнесли совершенно новый и менее жесткий стиль в транспортные средства той эпохи.
Внутри Китая некоторые...Производители проделали большую работу по разработке кузовов автомобилей из стекловолокна. Например, компания FAW довольно рано успешно разработала крышки двигателя из стекловолокна и кабины с плоской передней частью и откидной крышей. В настоящее время использование изделий из стекловолокна в средних и тяжелых грузовиках в Китае довольно широко распространено, включая двигатели с удлиненной передней частью.Чехлы, бамперы, передние крышки, крышки крыши кабины, боковые юбки и дефлекторы. Известный отечественный производитель дефлекторов, компания Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., является тому примером. Даже некоторые роскошные большие спальные кабины в популярных американских грузовиках с удлиненной передней частью изготовлены из стекловолокна.
Легкий, высокопрочный, коррозионностойкий-устойчивый, 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, еще несколько лет назад отечественные грузовики имели монотонную и жесткую конструкцию, а индивидуальный дизайн экстерьера был редкостью. С быстрым развитием отечественных автомагистралей, которыеЗначительный рост объемов дальних перевозок, сложность создания индивидуального внешнего вида кабины из цельной стали, высокие затраты на проектирование пресс-форм, а также проблемы, такие как ржавчина и протечки в многопанельных сварных конструкциях, побудили многих производителей выбрать стекловолокно для покрытия крыши кабины.
В настоящее время многие грузовики используют фиСтекловолоконные материалы для передних крышек и бамперов.
Стекловолокно характеризуется легкостью и высокой прочностью, его плотность колеблется от 1,5 до 2,0. Это составляет лишь от четверти до пятой части плотности углеродистой стали и даже ниже, чем у алюминия. По сравнению со сталью марки 08F, стекловолокно толщиной 2,5 мм имеетПрочность стекловолокна эквивалентна стали толщиной 1 мм. Кроме того, стекловолокно позволяет гибко проектировать изделия в соответствии с потребностями, обеспечивая лучшую общую целостность и превосходную технологичность. Оно позволяет гибко выбирать процессы формования в зависимости от формы, назначения и количества изделия. Процесс формования прост, часто требует всего одного этапа, а материал обладает хорошей коррозионной стойкостью. Он может противостоять атмосферным условиям, воде и распространенным концентрациям кислот, щелочей и солей. Поэтому во многих грузовиках в настоящее время используются материалы из стекловолокна для передних бамперов, передних крышек, боковых юбок и дефлекторов.
Дата публикации: 02.01.2024
