تطبيق المواد المركبة من الألياف الزجاجية في السيارات والشاحنات

تشمل المواد غير المعدنية المستخدمة في السيارات البلاستيك والمطاط ومانعات لاصق ومواد الاحتكاك والأقمشة والزجاج والمواد الأخرى. تتضمن هذه المواد العديد من القطاعات الصناعية مثل البتروكيماويات وصناعة الضوء والمنسوجات ومواد البناء. لذلك ، فإن تطبيق المواد غير المعدنية في السيارات هو انعكاس لشركة COالقوة الاقتصادية والتكنولوجية mbined ، كما أنها تشمل مجموعة واسعة من إمكانات تطوير التكنولوجيا والتطبيق في الصناعات ذات الصلة.

حاليا ، الألياف الزجاجيةتشمل المواد المركبة القسرية المطبقة في السيارات اللدائن الحرارية المقواة بالألياف الزجاجية (QFRTP) ، واللاسخاء الحراري المعزز بألياف زجاجية (GMT) ، ومركبات صب الألواح (SMC) ، ومواد صب الراتنج (RTM) ، ومنتجات FRP المغطاة باليد.

الألياف الزجاجية الرئيسية تعززPlastics CED المستخدمة في السيارات حاليًا عبارة عن مادة البولي بروبيلين المقواة بالألياف الزجاجية (PP) ، أو البولي أميد 66 (PA66) أو PA6 ، وبدرجة أقل ، مواد PBT و PPO.

تمتلك منتجات PP المعززة (polypropylene) صلابة ومتانة عالية ، ويمكن تحسين خصائصها الميكانيكية عدة مرات ، حتى عدة مرات. يتم استخدام PP المقوى في المناطق SUCH كأثاث مكتبي ، على سبيل المثال في كراسي الأطفال عالية الظهر والكراسي المكتبية ؛ كما أنه يستخدم في المعجبين المحوري والطرد المركزي داخل معدات التبريد مثل الثلاجات ومكيفات الهواء.

يتم بالفعل استخدام مواد PA (البولي أميد) المعززة بالفعل في كل من المركبات التجارية والتجارية ، عادة لتصنيع الأجزاء الوظيفية الصغيرة. ومن الأمثلة على ذلك أغطية واقية لأجسام القفل ، أسافين التأمين ، المكسرات المضمنة ، دواسات الخانق ، حراس تحول العتاد ، ومقابض الافتتاح. إذا كانت المادة التي اختارتها الشركة المصنعة غير مستقرةالجودة ، عملية التصنيع غير مناسبة ، أو أن المادة غير مجففة بشكل صحيح ، يمكن أن تؤدي إلى كسر الأجزاء الضعيفة في المنتج.

مع السياراتتتزايد الطلب المتزايد لصالح Otive Industry على مواد خفيفة الوزن وصديقة للبيئة ، وتميل الصناعات الأجنبية أكثر نحو استخدام مواد البلاستيك الحراري في GMT (GMT MAT) لتلبية احتياجات المكونات الهيكلية. ويرجع ذلك أساسًا إلى صلابة GMT الممتازة ، ودورة القولبة القصيرة ، وكفاءة الإنتاج العالية ، وتكاليف المعالجة المنخفضة ، والطبيعة غير الملوثة ، مما يجعلها واحدة من مواد القرن الحادي والعشرين. يستخدم GMT في المقام الأول في إنتاج الأقواس متعددة الوظائف ، أقواس لوحة القيادة ، إطارات المقاعد ، حراس المحرك ، أقواس البطارية في مركبات الركاب. على سبيل المثال ، تستخدم Audi A6 و A4 التي تم إنتاجها حاليًا من قبل FAW-Volkswagen مواد GMT ، ولكنها لم تحقق إنتاجًا موضعيًا.

لتحسين الجودة الشاملة للسيارات للحاق بالمستويات المتقدمة الدولية ، ولتحقيقأجرى تقليل الوزن ، وتقليل الاهتزاز ، والحد من الضوضاء ، وحدات محلية أبحاثًا حول عمليات الإنتاج والمنتجات لمواد GMT. لديهم القدرة على الإنتاج الضخم لمواد GMT ، وقد تم بناء خط إنتاج مع ناتج سنوي يبلغ 3000 طن من مواد GMT في Jiangyin ، Jiangsu. يستخدم مصنعو السيارات المحليون أيضًا مواد GMT في تصميم بعض الطرز وبدأوا إنتاج تجريبي.

مركب صب الألواح (SMC) هو بلاستيك حراري من الألياف الزجاجية المهمة. نظرًا لأدائه الممتاز ، وقدرة الإنتاج على نطاق واسع ، والقدرة على تحقيق أسطح من الدرجة A ، فقد تم استخدامه على نطاق واسع في السيارات. حاليا ، تطبيقأحرزت مواد SMC الأجنبية في صناعة السيارات تقدمًا جديدًا. يوجد الاستخدام الرئيسي لـ SMC في السيارات في لوحات الجسم ، حيث يمثل 70 ٪ من استخدام SMC. أسرع نمو في المكونات الهيكلية وأجزاء الإرسال. في السنوات الخمس المقبلة ، من المتوقع أن يزداد استخدام SMC في السيارات بنسبة 22 ٪ إلى 71 ٪ ، بينما في الصناعات الأخرى ، سيكون النمو 13 ٪ إلى 35 ٪.

Statu التطبيقS واتجاهات التنمية

1. يتم استخدام مركب صب الألياف الزجاجية المعززة (SMC) بشكل متزايد في المكونات الهيكلية للسيارات. وقد تجلى لأول مرة في الأجزاء الهيكلية على نموذجين فورد (هـXplorer و Ranger) في عام 1995. نظرًا لوجودها متعدد الوظائف ، فإنها تعتبر مزايا على نطاق واسع في التصميم الهيكلي ، مما يؤدي إلى تطبيقها على نطاق واسع في لوحات معلومات السيارات وأنظمة التوجيه وأنظمة المبرد وأنظمة الأجهزة الإلكترونية.

تستخدم الأقواس العلوية والسفلية المصبوبة من قبل شركة Budd الأمريكية مادة مركبة تحتوي على ألياف زجاجية بنسبة 40 ٪ في البوليستر غير المشبع. يلبي هذا الهيكل الأمامي المكون من قطعتين متطلبات المستخدم ، مع تمديد الواجهة الأمامية من المقصورة السفلية للأمام. الجزء العلوييتم تثبيت Acket على المظلة الأمامية وهيكل الجسم الأمامي ، في حين أن القوس السفلي يعمل بالتزامن مع نظام التبريد. هذان الحصصان مترابطان ويتعاونان مع مظلة السيارة وهيكل الجسم لتحقيق الاستقرار في الواجهة الأمامية.

2. تطبيق مواد مركب صب الألواح منخفضة الكثافة (SMC): SMC منخفض الكثافة لديه جاذبية محددةأظهرت Y من 1.3 ، والتطبيقات والاختبارات العملية أنها أخف بنسبة 30 ٪ من SMC القياسية ، والتي لديها ثقل معين 1.9. يمكن أن يؤدي استخدام SMC منخفض الكثافة إلى تقليل وزن الأجزاء بحوالي 45 ٪ مقارنة بأجزاء مماثلة مصنوعة من الصلب. جميع اللوحات الداخلية والتصميمات الداخلية الجديدة على السطح في طراز Corvette '99 من General Motors في الولايات المتحدة مصنوعة من SMC منخفض الكثافة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام SMC منخفض الكثافة أيضًا في أبواب السيارات ، وأغطية المحرك ، وأغطية الجذع.

3. تطبيقات أخرى من SMC في السيارات ، بما يتجاوز الاستخدامات الجديدة المذكورة سابقًا ، تشمل إنتاج varioلنا أجزاء أخرى. وتشمل هذه الأبواب الكابينة ، وأسطح المنازل القابلة للنفخ ، والهياكل العظمية المصد ، وأبواب الشحن ، وأقنعة الشمس ، وألواح الجسم ، وأنابيب تصريف السقف ، وشرائط جانبية سقيفة السيارة ، وصناديق الشاحنات ، من بينها أكبر استخدام في ألواح الجسم الخارجي. فيما يتعلق بحالة التطبيق المحلي ، مع إدخال تكنولوجيا إنتاج سيارات الركاب في الصين ، تم اعتماد SMC لأول مرة في مركبات الركاب ، واستخدامها بشكل أساسي في مقصورات الإطارات الاحتياطية والهيكل العظمي المصد. حاليًا ، يتم تطبيقه أيضًا في المركبات التجارية لقطع غيار مثل لوحات الغطاء الدعتر ، وخزانات التوسع ، ومشابك سرعة الخط ، والأقسام الكبيرة/الصغيرة ، وتجميعات كفن الهواء ، وأكثر من ذلك.

GFRP المواد المركبةنوابض أوراق السيارات

تتضمن طريقة صب الراتنج (RTM) الضغط على الراتنج في قالب مغلق يحتوي على ألياف زجاجية ، تليها المعالجة في درجة حرارة الغرفة أو بالحرارة. بالمقارنة مع الأوراق ملخصيةطريقة NG Compound (SMC) ، توفر RTM معدات إنتاج أبسط ، وتكاليف العفن المنخفضة ، والخصائص الفيزيائية الممتازة للمنتجات ، ولكنها مناسبة فقط للإنتاج المتوسط ​​والصغير. حاليًا ، تم تمديد قطع غيار السيارات التي تم إنتاجها باستخدام طريقة RTM في الخارج إلى أغطية كاملة للجسم. على النقيض من ذلك ، لا تزال تقنية صب RTM لتصنيع أجزاء السيارات في مرحلة التطوير والبحث ، وتسعى جاهدة للوصول إلى مستويات إنتاج المنتجات الأجنبية المماثلة من حيث الخصائص الميكانيكية للمواد الخام ، ووقت المعالجة ، ومواصفات المنتج النهائي. تشمل أجزاء السيارات التي تم تطويرها والبحث فيها محليًا باستخدام طريقة RTM الزجاج الأمامي ، والخلفيات الخلفية ، والنشرات ، والأسطح ، والمصدات ، وأبواب الرفع الخلفية لسيارات فوكانغ.

ومع ذلك ، كيفية تطبيق عملية RTM بسرعة أكبر وفعاليةإن انقطاع المواد لهيكل المنتج ، ومستوى أداء المواد ، ومعايير التقييم ، وتحقيق الأسطح من الدرجة A هي القضايا المثيرة للقلق في صناعة السيارات. هذه هي أيضًا المتطلبات المسبقة لاعتماد RTM على نطاق واسع في تصنيع قطع غيار السيارات.

لماذا FRP

من منظور شركات تصنيع السيارات ، FRP (المواد البلاستيكية المقواة بالألياف) مقارنة بـ OTHمواد ER ، هي مادة بديلة جذابة للغاية. أخذ SMC/BMC (مركب صب ورقة/مركب صب كبير) كأمثلة:

* توفير الوزن
* تكامل المكون
* تصميم المرونة
* انخفاض الاستثمار بشكل ملحوظ
* يسهل دمج أنظمة الهوائي
* الاستقرار الأبعاد (معامل منخفض للتوسع الحراري الخطي ، مماثل للصلب)
* يحافظ على أداء ميكانيكي مرتفع في ظل ظروف درجة الحرارة العالية
متوافق مع الطلاء الإلكتروني (اللوحة الإلكترونية)

يدرك سائقو الشاحنات جيدًا أن مقاومة الهواء ، المعروفة أيضًا باسم Drag ، كانت دائمًا مهمة أdversary للشاحنات. المنطقة الأمامية الكبيرة من الشاحنات ، والهيكل العالي ، والمقطورات ذات الشكل بشكل مباشر تجعلها عرضة بشكل خاص لمقاومة الهواء.

لمواجهةمقاومة الهواء ، التي تزيد حتما من حمل المحرك ، وكلما زادت السرعة ، زادت المقاومة. زيادة الحمل بسبب مقاومة الهواء يؤدي إلى ارتفاع استهلاك الوقود. لتقليل مقاومة الرياح التي تعاني منها الشاحنات وبالتالي انخفاض استهلاك الوقود ، قام المهندسون برفع أدمغتهم. بالإضافة إلى تبني التصميمات الديناميكية الهوائية للمقصورة ، تمت إضافة العديد من الأجهزة لتقليل مقاومة الهواء على الإطار والجزء الخلفي من المقطورة. ما هي هذه الأجهزة المصممة لتقليل مقاومة الرياح على الشاحنات؟

السقف/الانحرافات الجانبية

تم تصميم السقف والانحراف الجانبي في المقام الأول لمنع الرياح من ضرب صندوق الشحن على شكل مربع مباشرة ، مما يعيد توجيه معظم الهواء لتدفق بسلاسة وعوّن الأجزاء العلوية والجانبية من المقطورة ، بدلاً من التأثير مباشرة على مقدمة الطريقإيه ، مما يسبب مقاومة كبيرة. يمكن أن يقلل المنحنيون الزاوية المعدلة بشكل صحيح من المقاومة التي تسببها المقطورة.

التنانير الجانبية للسيارة

تخدم التنانير الجانبية على مركبة تهدئة جوانب الهيكل ، مما يدمجها بسلاسة مع جسم السيارة. وهي تغطي عناصر مثل خزانات الغاز المثبتة إلى جانب وخزانات الوقود ، مما يقلل من منطقتهم الأمامية المعرضة للرياح ، وبالتالي تسهيل تدفق الهواء أكثر سلاسة دون خلق الاضطراب.

عثرة منخفضة الموضعr

يقلل مصد التمدد إلى أسفل تدفق الهواء الذي يدخل تحت السيارة ، مما يساعد في تقليل المقاومة الناتجة عن الاحتكاك بين الهيكل وهواء. بالإضافة إلى ذلك ، فإن بعض المصدات ذات الثقوب التوجيهية لا تقلل فقط من مقاومة الرياح ولكن أيضًا تدفق الهواء المباشر نحو براميل الفرامل أو أقراص الفرامل ، مما يساعد في تبريد نظام الفرامل في السيارة.

انحراف جانبي مربع البضائع

يغطي المنحرفون على جانبي صندوق الشحن جزءًا من العجلات ويقللون من المسافة بين حجرة الشحن والأرض. هذا التصميم يقلل من تدفق الهواء الذي يدخل من الجانبين أسفل السيارة. لأنها تغطي جزء من العجلات ، هذه ديلCTORs أيضا يقلل من الاضطراب الناجم عن التفاعل بين الإطارات والهواء.

انحراف خلفي

مصممة لتعطيلT دوامات الهواء في الخلف ، فهي تبسيط تدفق الهواء ، وبالتالي تقليل السحب الديناميكي الهوائي.

لذا ، ما هي المواد المستخدمة لجعل الانحرافات والأغطية على الشاحنات؟ من ما جمعته ، في السوق التنافسية العالية ، يتم تفضيل الألياف الزجاجية (المعروفة أيضًا باسم البلاستيك المقوى بالزجاج أو GRP) لوزنها الخفيف ، وعالي القوة ، ومقاومة التآكل ، و R.المسؤولية بين الخصائص الأخرى.

الألياف الزجاجية هي مادة مركبة تستخدم الألياف الزجاجية ومنتجاتها (مثل قطعة قماش الألياف الزجاجية ، حصيرة ، خيوط ، إلخ) كتعزيز ، مع راتنج اصطناعي بمثابة مادة المصفوفة.

أغطية الألياف الزجاجية/الأغطية

بدأت أوروبا في استخدام الألياف الزجاجية في السيارات في وقت مبكر من عام 1955 ، مع تجارب على هيئات طراز STM-II. في عام 1970 ، استخدمت اليابان الألياف الزجاجية لتصنيع أغطية زخرفية لعجلات السيارات ، وفي عام 1971 صنعت سوزوكي أغطية محرك ومصدات من الألياف الزجاجية. في الخمسينيات من القرن الماضي ، بدأت المملكة المتحدة في استخدام الألياف الزجاجية ، لتحل محل كابينة مركبة من الصلب السابقة ، مثل تلك الموجودة فيD S21 والسيارات ذات العجلات الثلاث ، والتي جلبت أسلوبًا جديدًا وأقل صلابة تمامًا لمركبات تلك الحقبة.

محليا في الصين ، بعض مقام المصنّعون بعمل مكثف في تطوير أجسام المركبات من الألياف الزجاجية. على سبيل المثال ، نجحت FAW في تطوير أغطية محرك الألياف الزجاجية والكبائن المسطحة التي تُعرف في وقت مبكر جدًا. حاليًا ، فإن استخدام منتجات الألياف الزجاجية في الشاحنات المتوسطة والثقيلة في الصين واسعة الانتشار ، بما في ذلك المحرك الطويل الطويلالأغطية ، مصدات ، أغطية أمامية ، أغطية سقف المقصورة ، التنانير الجانبية ، المنحرفات. تمثل هذا المصنع المحلي المعروف للانحراف ، شركة Dongguan Caiji Fiberglass Co. ، Ltd. حتى بعض الكبائن الفاخرة الكبرى النائمة في شاحنات الأم الأمريكية الطويلة المعجبة مصنوعة من الألياف الزجاجية.

خفيفة الوزن ، عالية القوة ، التآكلمقاومة ، تستخدم على نطاق واسع في المركبات

نظرًا لتكلفة منخفضة ودورة إنتاج قصيرة ومرونة في التصميم القوية ، تستخدم مواد الألياف الزجاجية على نطاق واسع في العديد من جوانب تصنيع الشاحنات. على سبيل المثال ، قبل بضع سنوات ، كان لدى الشاحنات المحلية تصميم رتيب وصارم ، مع تصميم خارجي مخصص غير شائع. مع التطور السريع للطرق السريعة المنزلية ، الذيحفز H النقل الطويل إلى حد كبير ، وصعوبة تشكيل مظاهر مقصورة مخصصة من الصلب الكامل ، وتكاليف تصميم العفن العالية ، وقضايا مثل الصدأ والتسربات في الهياكل الملحومة متعددة الألواح ، دفعت العديد من الشركات المصنعة إلى اختيار الألياف الزجاجية لأغطية سقف المقصورة.

حاليا ، تستخدم العديد من الشاحنات FIمواد Berglass للأغطية الأمامية والمصدات.

تتميز الألياف الزجاجية بقوته الخفيفة والثانية ، مع كثافة تتراوح بين 1.5 و 2.0. هذا فقط حوالي ربع إلى خمس كثافة من الصلب الكربوني وحتى أقل من الكثافة من الألومنيوم. بالمقارنة مع الصلب 08F ، يحتوي الألياف الزجاجية السميكة على 2.5 ممقوة تعادل الصلب السميك 1 مم. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تصميم الألياف الزجاجية بمرونة وفقًا للاحتياجات ، مما يوفر نزاهة بشكل عام أفضل وتصنيع ممتازة. إنه يسمح باختيار مرن لعمليات القولبة بناءً على الشكل والغرض وكمية المنتج. عملية القولبة بسيطة ، وغالبًا ما تتطلب خطوة واحدة فقط ، والمواد لها مقاومة جيدة للتآكل. يمكن أن تقاوم الظروف الجوية والماء وتركيزات شائعة من الأحماض والقواعد والأملاح. لذلك ، تستخدم العديد من الشاحنات حاليًا مواد الألياف الزجاجية للمصدات الأمامية ، والأغطية الأمامية ، والتنورات الجانبية ، والانحرافات.