יישום חומרים מורכבים מפיברגלס במכוניות ומשאיות

החומרים הלא-מתכתיים המשמשים ברכב כוללים פלסטיקה, גומי, חומרי איטום דבק, חומרי חיכוך, בדים, זכוכית וחומרים אחרים. חומרים אלה כוללים מגזרים תעשייתיים שונים כמו פטרוכימיה, תעשיית אור, טקסטיל וחומרי בניין. לפיכך, יישום חומרים לא מתכתיים ברכב הוא השתקפות של ה- COחוזק כלכלי וטכנולוגי MBINDED, והוא גם מקיף מגוון רחב של יכולות פיתוח ויישומים טכנולוגיים בתעשיות קשורות.

נכון לעכשיו, סיבי הזכוכית מציינתחומרים מורכבים מאולצים המיושמים ברכב כוללים תרמופלסטיקה מחוזקת של סיבי זכוכית (QFRTP), תרמופלסטיקה מחוזקת של סיבי זכוכית (GMT), תרכובות דפוס גיליון (SMC), חומרי דפוס העברת שרף (RTM) ומוצרי FRP מונחים ביד.

סיבי הזכוכית העיקריים מחזקיםפלסטיק CED המשמש ברכב הוא כיום פוליפרופילן מזוין של סיבי זכוכית (PP), סיבי זכוכית מחוזקים פוליאמיד 66 (PA66) או PA6, ובמידה פחותה, PBT ו- PPO.

מוצרי PP מחוזקים (פוליפרופילן) הם בעלי קשיחות וקשיחות גבוהה, וניתן לשפר את תכונותיהם המכניות מספר פעמים, אפילו פעמים רבות. PP מחוזק משמש באזורים SUCH כמו ריהוט משרדי, למשל בכיסאות הגבוהים של ילדים וכסאות משרדים; הוא משמש גם במאווררים צירים וצנטריפוגליים בתוך ציוד קירור כמו מקררים ומזגנים.

חומרים מחוזקים PA (polyamide) משמשים כבר ברכבים נוסעים וגם מסחריים, בדרך כלל לייצור חלקים פונקציונליים קטנים. דוגמאות לכך כוללות כיסויי מגן לגופי נעילה, טריזי ביטוח, אגוזים משובצים, דוושות מצערת, שומרי משמרת הילוכים וידיות פתיחה. אם החומר שנבחר על ידי יצרן החלקים הוא לא יציבאיכות, תהליך הייצור אינו הולם, או שהחומר אינו מיובש כראוי, הוא יכול להוביל לשבר של חלקים חלשים במוצר.

עם האוטומטיהתעשייה הגוברת של התעשייה הגוברת לחומרים קלים וידידותיים לסביבה, תעשיות רכב זרות נוטות יותר לשימוש בחומרים GMT (זכוכית תרמופלסטיקה) כדי לענות על צרכיהם של רכיבים מבניים. זה נובע בעיקר מהקשיחות המצוינת של GMT, מחזור הדפוס הקצר, יעילות הייצור הגבוהה, עלויות עיבוד נמוכות ואופי שאינו בולט, מה שהופך אותו לאחד החומרים של המאה ה -21. GMT משמש בעיקר לייצור סוגריים רב -פונקציונליים, סוגריים של לוח מחוונים, מסגרות מושבים, שומרי מנוע וסוגריים סוללות ברכבי נוסעים. לדוגמה, אאודי A6 ו- A4 המיוצרים כיום על ידי FAW-Volkswagen משתמשים בחומרים GMT, אך לא השיגו ייצור מקומי.

לשפר את האיכות הכוללת של מכוניות כדי להדביק את הרמות המתקדמות הבינלאומיות ולהשיגהפחתת משקל, הפחתת רטט והפחתת רעש, יחידות ביתיות ערכו מחקר על תהליכי הייצור והיצירת המוצר של חומרי GMT. יש להם את היכולת לייצור המוני של חומרי GMT, וקו ייצור עם תפוקה שנתית של 3000 טונות של חומר GMT נבנה בג'יאנגיין, ג'יאנגסו. יצרני מכוניות מקומיות משתמשים גם בחומרי GMT בעיצוב דגמים מסוימים והחלו בייצור ניסוי אצווה.

תרכובת דפוס סדינים (SMC) היא פלסטיק מחוזק של סיבי זכוכית מחוזקים. בשל הביצועים המצוינים שלו, יכולת הייצור בקנה מידה גדול ויכולת להשיג משטחים בדרגה A, היא שימשה בהרחבה במכוניות. נכון לעכשיו, היישום שלחומרי SMC זרים בענף הרכב התקדמו חדש. השימוש העיקרי ב- SMC ברכב הוא בפאנלי גוף, המהווה 70% מהשימוש ב- SMC. הצמיחה המהירה ביותר היא ברכיבים מבניים וחלקי שידור. בחמש השנים הבאות, השימוש ב- SMC במכוניות צפוי לעלות ב 22% ל -71%, ואילו בענפים אחרים הצמיחה תהיה 13% עד 35%.

סטטוס בקשהמגמות פיתוח

1. תרכובת דפוס גיליון מזוין של סיבי זכוכית בגובה (SMC) משמשת יותר ויותר ברכיבים מבניים לרכב. זה הוכח לראשונה בחלקים מבניים בשני דגמי פורד (הXplorer and Ranger) בשנת 1995. בשל הרב -פונקציונליות שלה, היא נחשבת לרוב כיתרונות בתכנון מבני, מה שמוביל ליישום הנרחב שלה בלוח מחוונים לרכב, מערכות היגוי, מערכות רדיאטור ומערכות מכשירים אלקטרוניים.

הסוגריים העליונים והתחתונים שעוצבו על ידי החברה האמריקאית Budd משתמשים בחומר מורכב המכיל 40% סיבי זכוכית בפוליאסטר לא רווי. מבנה קדמי שני חלקים זה עומד בדרישות המשתמש, כאשר הקצה הקדמי של התא התחתון נמשך קדימה. ה- BR העליוןAcket קבוע על החופה הקדמית ומבנה הגוף הקדמי, ואילו הסוגר התחתון פועל בשילוב עם מערכת הקירור. שני סוגריים אלה קשורים זה לזה ומשתפים פעולה עם חופת המכונית ומבנה הגוף כדי לייצב את הקצה הקדמי.

2. יישום של תרכובת דפוס גיליון צפיפות נמוכה (SMC) חומרים: SMC בצפיפות נמוכה יש גרביט ספציפיY של 1.3, ויישומים ובדיקות מעשיות הראו כי הוא קל יותר מ -30% מ- SMC סטנדרטי, שיש לו כוח משיכה ספציפי של 1.9. שימוש ב- SMC בצפיפות נמוכה זה יכול להפחית את משקל החלקים בכ- 45% בהשוואה לחלקים דומים העשויים פלדה. כל הפאנלים הפנימיים ופנים הגג החדשים של דגם Corvette '99 מאת ג'נרל מוטורס בארצות הברית עשויים SMC בצפיפות נמוכה. בנוסף, SMC בצפיפות נמוכה משמש גם בדלתות רכב, מכסה המנוע ומכסי תא המטען.

3. יישומים אחרים של SMC במכוניות, מעבר לשימושים החדשים שהוזכרו קודם לכן, כוללים ייצור של Varioלנו חלקים אחרים. אלה כוללים דלתות מוניות, גגות מתנפחים, שלדי פגוש, דלתות מטען, מגני שמש, לוחות גוף, צינורות ניקוז גג, רצועות צד סככות מכוניות, ותיבות משאיות, ביניהם השימוש הגדול ביותר הוא בלוחות גוף חיצוניים. בנוגע למצב היישום המקומי, עם הצגת טכנולוגיית ייצור רכב הנוסעים בסין, SMC אומצה לראשונה ברכבי נוסעים, ששימשה בעיקר בתאי צמיג חילופיים ושלדי פגוש. נכון לעכשיו, הוא מיושם גם ברכבים מסחריים על חלקים כמו צלחות כיסוי חדר מתלה, מיכלי הרחבה, מהדקי מהירות קו, מחיצות גדולות/קטנות, מכלולי תכריכי צריכת אוויר ועוד.

חומר מורכב של GFRPקפיצי עלים לרכב

שיטת דפוס העברת השרף (RTM) כוללת לחיצה על שרף לתבנית סגורה המכילה סיבי זכוכית, ואחריה ריפוי בטמפרטורת החדר או עם חום. בהשוואה לעובש הגיליוןשיטת NG מתחם (SMC), RTM מציעה ציוד ייצור פשוט יותר, עלויות עובש נמוכות יותר ותכונות פיזיות מצוינות של המוצרים, אך היא מתאימה רק לייצור בקנה מידה בינוני וקטן. נכון לעכשיו, חלקי רכב המיוצרים בשיטת RTM בחו"ל הורחבו לכיסויי גוף מלא. לעומת זאת, מקומי בסין, טכנולוגיית הדפוס של RTM לייצור חלקי רכב נמצאת עדיין בשלב הפיתוח והמחקר, ושואפת להגיע לרמות הייצור של מוצרים זרים דומים מבחינת תכונות מכניות של חומרי גלם, זמן ריפוי ומפרטי מוצר מוגמרים. חלקי הרכב שפותחו ונחקרו באופן מקומי בשיטת RTM כוללים משמשות קדמיים, שערים אחוריים, מפזרים, גגות, פגושים ודלתות הרמה אחוריות למכוניות פוקאנג.

עם זאת, כיצד ליישם במהירות ויעילה יותר את תהליך ה- RTM על מכוניות, הרצאסמכויות של חומרים למבנה מוצרים, רמת ביצועי החומר, תקני ההערכה והישגיהם של משטחים בדרגה A הם סוגיות של דאגה בענף הרכב. אלה גם התנאים המוקדמים לאימוץ נרחב של RTM בייצור חלקי רכב.

למה FRP

מנקודת המבט של יצרני הרכב, FRP (פלסטיקה מחוזקת סיבים) לעומת OTHחומרים ER, הוא חומר אלטרנטיבי מאוד אטרקטיבי. נטילת SMC/BMC (תרכובת דפוס גיליון/תרכובת דפוס בתפזורת) כדוגמאות:

* חיסכון במשקל
* שילוב רכיבים
* עיצוב גמישות
* השקעה נמוכה משמעותית
* מקל על שילוב מערכות אנטנה
* יציבות ממדית (מקדם נמוך של התרחבות תרמית לינארית, בהשוואה לפלדה)
* שומר על ביצועים מכניים גבוהים בתנאי טמפרטורה גבוהים
תואם לציפוי אלקטרוני (ציור אלקטרוני)

נהגי משאיות מודעים היטב לכך שהתנגדות אוויר, המכונה גם דראג, תמיד הייתה משמעותיתDversary למשאיות. האזור הקדמי הגדול של משאיות, שלדה גבוהה ונגררים בצורת ריבועים הופכים אותם לרגישים במיוחד להתנגדות אוויר.

להתנגדהתנגדות אוויר, אשר בהכרח מגדילה את עומס המנוע, ככל שהמהירות מהירה יותר, כך ההתנגדות גדולה יותר. העומס המוגבר עקב התנגדות אוויר מוביל לצריכת דלק גבוהה יותר. כדי להפחית את עמידות הרוח שחוו משאיות ובכך להוריד את צריכת הדלק, המהנדסים תפסו את מוחם. בנוסף לאימוץ עיצובים אווירודינמיים לתא הנוסעים, נוספו מכשירים רבים כדי להפחית את עמידות האוויר על המסגרת ובחלק האחורי של הקרוואן. מהם מכשירים אלה שנועדו להפחית את עמידות הרוח במשאיות?

מגניבים גג/צדדי

המסיבות הגג והצד נועדו בעיקר למנוע מהרוח לפגוע ישירות בתיבת המטען בצורת ריבוע, להפנות מחדש את מרבית האוויר כדי לזרום בצורה חלקה על החלקים העליונים והצד העליונים של הקרוואן, במקום להשפיע ישירות על חזיתו של החזית שְׁבִילER, הגורם להתנגדות משמעותית. מסלקים המותאמים כראוי ומותאמים לגובה יכולים להפחית מאוד את ההתנגדות הנגרמת על ידי הקרוואן.

חצאיות צד רכב

חצאיות צדדיות על רכב משמשות להחליק את צידי השלדה, ומשלבות אותו בצורה חלקה עם גוף המכונית. הם מכסים אלמנטים כמו מיכלי גז ומיכלי דלק רכובים בצד, ומפחיתים את האזור הקדמי שלהם חשוף לרוח, ובכך מקלים על זרימת אוויר חלקה יותר מבלי ליצור סערה.

בלאטה בעלת מיקום נמוךr

הפגוש המורכב כלפי מטה מפחית את זרימת האוויר הנכנסת מתחת לרכב, המסייע בהפחתת ההתנגדות המיוצרת על ידי החיכוך בין השלדה לאֲוִיר. בנוסף, חלק מהפגושים עם חורי מדריך לא רק מפחיתים את עמידות הרוח אלא גם ישירות זרימת אוויר לכיוון תופי הבלמים או דיסקי הבלמים, ומסייעים בקירור מערכת הבלימה של הרכב.

מאגמים בצד קופסת המטען

המפגשים בצידי תיבת המטען מכסים חלק מהגלגלים ומפחיתים את המרחק בין תא המטען לקרקע. תכנון זה מוריד את זרימת האוויר שנכנסת מהצדדים שמתחת לרכב. מכיוון שהם מכסים חלק מהגלגלים, אלה מתפלליםCTORS גם מצמצמים את הסערה הנגרמת על ידי האינטראקציה בין הצמיגים לאוויר.

הפטה אחורית

נועד לשבשזה מערבולת האוויר מאחור, היא מתייבשת את זרימת האוויר ובכך מפחיתה את הגרירה האווירודינמית.

אז, אילו חומרים משמשים לייצור המסיבות והכיסויים על משאיות? ממה שאספתי, בשוק התחרותי ביותר, מועדף פיברגלס (המכונה גם פלסטיק מחוזק זכוכית או GRP) על פני משקל קל, חוזק גבוה, עמידות בפני קורוזיה ו- Rהתפתחות בין נכסים אחרים.

פיברגלס הוא חומר מורכב המשתמש בסיבי זכוכית ובמוצריהם (כמו בד סיבי זכוכית, מחצלת, חוט וכו ') כחיזוק, כאשר שרף סינטטי משמש כחומר המטריצה.

סיבובים/כיסויי פיברגלס

אירופה החלה להשתמש בפיברגלס במכוניות כבר בשנת 1955, עם ניסויים בגופי מודל STM-II. בשנת 1970, יפן השתמשה בפיברגלס כדי לייצר כיסויים דקורטיביים לגלגלי מכוניות, ובשנת 1971 הכין סוזוקי כיסויי מנוע ופגושים מפיברגלס. בשנות החמישים, בריטניה החלה להשתמש בפיברגלס, והחליפה את הבקתות המורכבות הקודמות של עץ פלדה, כמו אלה ב-D S21 ומכוניות תלת-גלגלים, שהביאו סגנון חדש ונוקשה לחלוטין לרכבים של אותה תקופה.

מקומי בסין, חלק מיצרנים עשו עבודה נרחבת בפיתוח גופי רכב פיברגלס. לדוגמה, FAW פיתחה בהצלחה כיסויי מנוע פיברגלס ובקתות שטוחות באף, מהפך די בשלב מוקדם. נכון לעכשיו, השימוש במוצרי פיברגלס במשאיות בינוניות וכבדות בסין נפוץ למדי, כולל מנוע ארוךכיסויים, פגושים, כיסויים קדמיים, כיסויי גג בקתות, חצאיות צדדיות ומטילים. יצרנית מקומית ידועה של סטיפים, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., מדגימה זאת. אפילו חלק מבקתות ישן גדולות ומפנקות במשאיות אמריקאיות ארוכות נערצות עשויות פיברגלס.

קורוזיה קלה, חוזק גבוה, קורוזיה-עמיד, בשימוש נרחב ברכבים

בשל העלות הנמוכה, מחזור הייצור הקצר וגמישות העיצוב החזקה, חומרי פיברגלס נמצאים בשימוש נרחב בהיבטים רבים של ייצור משאיות. למשל, לפני מספר שנים, משאיות ביתיות היו בעיצוב מונוטוני ונוקשה, כאשר הסטיילינג החיצוני המותאם אישית אינו נדיר. עם התפתחות מהירה של כבישים ביתיים ביתיים, WHICH עורר מאוד הובלה ארוכת טווח, הקושי ביצירת הופעות בקתה מותאמות אישית מפלדה שלמה, עלויות עיצוב עובש גבוה, ונושאים כמו חלודה ודליפות במבנים מרותכים רב-פאנלים הובילו יצרנים רבים לבחור פיברגלס לכיסויי גג.

נכון לעכשיו, משאיות רבות משתמשות ב- FIחומרי ברגלס לכיסויים ופגושים קדמיים.

פיברגלס מאופיין במשקל קל ובעוצמה הגבוהה, כאשר צפיפות נעה בין 1.5 ל -2.0. זה רק כרבע עד חמישית מצפיפות פלדת הפחמן ואף נמוכה מזו של אלומיניום. בהשוואה לפלדה 08F, יש פיברגלס בעובי 2.5 מ"מחוזק שווה לפלדה בעובי 1 מ"מ. בנוסף, ניתן לתכנן באופן גמיש פיברגלס בהתאם לצרכים, ומציע שלמות כוללת טובה יותר וייצור מצוין. זה מאפשר בחירה גמישה של תהליכי דפוס המבוססים על הצורה, המטרה והכמות של המוצר. תהליך הדפוס הוא פשוט, ולעתים קרובות דורש רק שלב בודד, ולחומר יש עמידות בפני קורוזיה טובה. זה יכול לעמוד בפני מצבים אטמוספריים, מים וריכוזים נפוצים של חומצות, בסיסים ומלחים. לפיכך, משאיות רבות משתמשות כיום בחומרים פיברגלסיים לפגושים קדמיים, כיסויים קדמיים, חצאיות צדדיות והטלות.