Os materiais non metálicos empregados nos automóbiles inclúen plásticos, goma, selantes adhesivos, materiais de fricción, tecidos, vidro e outros materiais. Estes materiais abarcan varios sectores industriais como a petroquímica, a industria lixeira, os téxtiles e os materiais de construción. Polo tanto, a aplicación de materiais non metálicos nos automóbiles é un reflexo da...forza económica e tecnolóxica combinada, e tamén abrangue unha ampla gama de capacidades de desenvolvemento e aplicación tecnolóxica en industrias relacionadas.
Actualmente, as rédeas de fibra de vidroOs materiais compostos forzados aplicados nos automóbiles inclúen termoplásticos reforzados con fibra de vidro (QFRTP), termoplásticos reforzados con esteira de fibra de vidro (GMT), compostos de moldeo de láminas (SMC), materiais de moldeo por transferencia de resina (RTM) e produtos FRP colocados a man.
O principal reforzo de fibra de vidroOs plásticos cedidos que se empregan actualmente nos automóbiles son o polipropileno reforzado con fibra de vidro (PP), a poliamida 66 reforzada con fibra de vidro (PA66) ou PA6 e, en menor medida, os materiais PBT e PPO.
Os produtos de PP (polipropileno) reforzado posúen unha alta rixidez e tenacidade, e as súas propiedades mecánicas pódense mellorar varias veces, mesmo varias veces. O PP reforzado úsase en zonas scomo mobiliario de oficina, por exemplo en cadeiras de respaldo alto para nenos e cadeiras de oficina; tamén se usa en ventiladores axiais e centrífugos en equipos de refrixeración como frigoríficos e aparellos de aire acondicionado.
Os materiais de PA (poliamida) reforzados xa se empregan tanto en vehículos de pasaxeiros como comerciais, normalmente para a fabricación de pequenas pezas funcionais. Algúns exemplos son as cubertas protectoras para corpos de fechaduras, cuñas de seguro, porcas incrustadas, pedais do acelerador, protectores de cambio de marchas e manivelas de apertura. Se o material escollido polo fabricante da peza é inestablecalidade, o proceso de fabricación é inadecuado ou o material non está debidamente seco, pode provocar a fractura de pezas fráxiles do produto.
Co automáticoDebido á crecente demanda da industria automotriz de materiais lixeiros e respectuosos co medio ambiente, as industrias automotrices estranxeiras están a inclinarse máis cara ao uso de materiais GMT (termoplastos de fibra de vidro) para satisfacer as necesidades dos compoñentes estruturais. Isto débese principalmente á excelente resistencia do GMT, ao seu curto ciclo de moldeo, á súa alta eficiencia de produción, aos seus baixos custos de procesamento e á súa natureza non contaminante, o que o converte nun dos materiais do século XXI. O GMT utilízase principalmente na produción de soportes multifuncionais, soportes para taboleiros de instrumentos, estruturas de asentos, protectores de motor e soportes de batería en vehículos de pasaxeiros. Por exemplo, os Audi A6 e A4 producidos actualmente por FAW-Volkswagen utilizan materiais GMT, pero non lograron a produción localizada.
Mellorar a calidade xeral dos automóbiles para poñerse ao día cos niveis avanzados internacionais e acadarPara reducir o peso, as vibracións e o ruído, as unidades nacionais realizaron investigacións sobre os procesos de produción e moldeo de produtos de materiais GMT. Teñen capacidade para a produción en masa de materiais GMT e construíuse unha liña de produción cunha produción anual de 3000 toneladas de material GMT en Jiangyin, Jiangsu. Os fabricantes nacionais de automóbiles tamén están a usar materiais GMT no deseño dalgúns modelos e comezaron a produción de probas por lotes.
O composto de moldeo de láminas (SMC) é un importante plástico termoendurecible reforzado con fibra de vidro. Debido ao seu excelente rendemento, capacidade de produción a grande escala e capacidade para lograr superficies de grao A, utilizouse amplamente en automóbiles. Actualmente, a aplicación deOs materiais SMC estranxeiros na industria do automóbil fixeron novos progresos. O principal uso de SMC nos automóbiles é nos paneis da carrozaría, representando o 70 % do uso de SMC. O crecemento máis rápido está nos compoñentes estruturais e nas pezas de transmisión. Nos próximos cinco anos, espérase que o uso de SMC nos automóbiles aumente entre un 22 % e un 71 %, mentres que noutras industrias, o crecemento será do 13 % ao 35 %.
Estado da aplicacióne tendencias de desenvolvemento
1. O composto de moldeo de láminas reforzado con fibra de vidro de alto contido (SMC) úsase cada vez máis en compoñentes estruturais de automóbiles. Demostrouse por primeira vez en pezas estruturais en dous modelos Ford (Explorer e Ranger) en 1995. Debido á súa multifuncionalidade, considérase amplamente que ten vantaxes no deseño estrutural, o que levou á súa aplicación xeneralizada en cadros de mando de automóbiles, sistemas de dirección, sistemas de radiador e sistemas de dispositivos electrónicos.
Os soportes superior e inferior moldeados pola empresa estadounidense Budd utilizan un material composto que contén un 40 % de fibra de vidro en poliéster insaturado. Esta estrutura dianteira de dúas pezas cumpre cos requisitos do usuario, co extremo dianteiro da cabina inferior estendéndose cara adiante. A parte superior...O soporte está fixado na capota dianteira e na estrutura da carrozaría dianteira, mentres que o soporte inferior funciona en conxunto co sistema de refrixeración. Estes dous soportes están interconectados e cooperan coa capota do coche e a estrutura da carrozaría para estabilizar a parte dianteira.
2. A aplicación de materiais de composto de moldeo de láminas (SMC) de baixa densidade: o SMC de baixa densidade ten unha gravidade específicay de 1,3, e as aplicacións prácticas e probas demostraron que é un 30 % máis lixeiro que o SMC estándar, que ten unha gravidade específica de 1,9. O uso deste SMC de baixa densidade pode reducir o peso das pezas nun 45 % en comparación con pezas similares feitas de aceiro. Todos os paneis interiores e os novos interiores do teito do modelo Corvette do 99 de General Motors nos EUA están feitos de SMC de baixa densidade. Ademais, o SMC de baixa densidade tamén se usa en portas de automóbiles, capós de motores e tapas de maleteiro.
3. Outras aplicacións do SMC nos automóbiles, ademais dos novos usos mencionados anteriormente, inclúen a produción de variosoutras pezas para nós. Entre elas inclúense portas de cabina, teitos inflables, esqueletos de parachoques, portas de carga, viseiras para o sol, paneis de carrozaría, tubos de drenaxe do teito, molduras laterais para cobertizos de coches e caixas de camións, entre os cales o maior uso é nos paneis exteriores da carrozaría. En canto ao estado da aplicación nacional, coa introdución da tecnoloxía de produción de automóbiles de pasaxeiros na China, o SMC adoptouse por primeira vez en vehículos de pasaxeiros, principalmente en compartimentos de rodas de reposto e esqueletos de parachoques. Actualmente, tamén se aplica en vehículos comerciais para pezas como placas de cuberta da cámara de amortiguadores, tanques de expansión, abrazaderas de velocidade de liña, divisións grandes/pequenas, conxuntos de cuberta de admisión de aire e moito máis.
Material composto de GFRPResortes de láminas para automóbiles
O método de moldeo por transferencia de resina (RTM) implica prensar resina nun molde pechado que contén fibras de vidro, seguido do curado a temperatura ambiente ou con calor. En comparación co moldeo por láminasCo método do composto de ng (SMC), o RTM ofrece equipos de produción máis sinxelos, custos de moldeo máis baixos e excelentes propiedades físicas dos produtos, pero só é axeitado para a produción a media e pequena escala. Actualmente, as pezas de automóbiles producidas no estranxeiro mediante o método RTM estendéronse a revestimentos de carrozaría completa. Pola contra, a nivel nacional, na China, a tecnoloxía de moldeo RTM para a fabricación de pezas de automóbiles aínda está en fase de desenvolvemento e investigación, esforzándose por alcanzar os niveis de produción de produtos estranxeiros similares en termos de propiedades mecánicas das materias primas, tempo de curado e especificacións do produto acabado. As pezas de automóbiles desenvolvidas e investigadas a nivel nacional mediante o método RTM inclúen parabrisas, portóns traseiros, difusores, teitos, parachoques e portas traseiras elevables para coches Fukang.
Non obstante, como aplicar de forma máis rápida e eficaz o proceso RTM aos automóbiles, o requisitoOs elementos dos materiais para a estrutura do produto, o nivel de rendemento do material, os estándares de avaliación e a consecución de superficies de grao A son cuestións de preocupación na industria do automóbil. Estes son tamén os requisitos previos para a adopción xeneralizada de RTM na fabricación de pezas de automóbiles.
Por que FRP
Desde a perspectiva dos fabricantes de automóbiles, os FRP (plásticos reforzados con fibra) en comparación con outroser materiais, é un material alternativo moi atractivo. Tomando como exemplos SMC/BMC (composto de moldeo de láminas/composto de moldeo a granel):
* Aforro de peso
* Integración de compoñentes
* Flexibilidade de deseño
* Investimento significativamente menor
* Facilita a integración de sistemas de antenas
* Estabilidade dimensional (baixo coeficiente de expansión térmica lineal, comparable ao aceiro)
* Mantén un alto rendemento mecánico en condicións de alta temperatura
Compatible con E-coating (pintura electrónica)
Os condutores de camións son ben conscientes de que a resistencia do aire, tamén coñecida como arrastre, sempre foi un factor significativo.adversario para camións. A gran área frontal dos camións, os chasis altos e os remolques de forma cadrada fan que sexan particularmente susceptibles á resistencia do aire.
Para contrarrestarresistencia do aire, que inevitablemente aumenta a carga do motor, canto maior sexa a velocidade, maior será a resistencia. O aumento da carga debido á resistencia do aire leva a un maior consumo de combustible. Para reducir a resistencia ao vento que experimentan os camións e, polo tanto, reducir o consumo de combustible, os enxeñeiros devanáronse os sesos. Ademais de adoptar deseños aerodinámicos para a cabina, engadíronse moitos dispositivos para reducir a resistencia do aire no chasis e na parte traseira do remolque. Cales son estes dispositivos deseñados para reducir a resistencia ao vento nos camións?
Deflectores de teito/laterales
Os deflectores do teito e os laterais están deseñados principalmente para evitar que o vento golpee directamente a caixa de carga de forma cadrada, redirixindo a maior parte do aire para que flúa suavemente sobre e arredor das partes superior e lateral do remolque, en lugar de impactar directamente na parte dianteira do camiño.o que provoca unha resistencia significativa. Uns deflectores axeitados en ángulo e altura poden reducir considerablemente a resistencia causada polo remolque.
Faldas laterais de coche
Os faldóns laterais dun vehículo serven para suavizar os laterais do chasis, integrándoo perfectamente coa carrozaría do coche. Cobren elementos como os depósitos de gasolina e de combustible montados nos laterais, reducindo a súa área frontal exposta ao vento, facilitando así un fluxo de aire máis suave sen crear turbulencias.
Bumpe de posición baixar
O parachoques que se estende cara abaixo reduce o fluxo de aire que entra debaixo do vehículo, o que axuda a diminuír a resistencia producida pola fricción entre o chasis e oaire. Ademais, algúns parachoques con orificios guía non só reducen a resistencia ao vento, senón que tamén dirixen o fluxo de aire cara aos tambores ou discos de freo, o que axuda a arrefriar o sistema de freos do vehículo.
Deflectores laterais da caixa de carga
Os deflectores nos laterais da caixa de carga cobren parte das rodas e reducen a distancia entre o compartimento de carga e o chan. Este deseño reduce o fluxo de aire que entra polos laterais debaixo do vehículo. Debido a que cobren parte das rodas, estes deflectoresOs factores tamén reducen a turbulencia causada pola interacción entre os pneumáticos e o aire.
Deflector traseiro
Deseñado para disruptivarOs vórtices de aire na parte traseira rationalizan o fluxo de aire, reducindo así a resistencia aerodinámica.
Entón, que materiais se empregan para fabricar os deflectores e as cubertas dos camións? Polo que teño entendido, no mercado altamente competitivo, a fibra de vidro (tamén coñecida como plástico reforzado con vidro ou GRP) é a preferida polo seu peso lixeiro, alta resistencia, resistencia á corrosión e...fiabilidade entre outras propiedades.
A fibra de vidro é un material composto que emprega fibras de vidro e os seus produtos (como tecido de fibra de vidro, esteiras, fíos, etc.) como reforzo, con resina sintética como material matriz.
Deflectores/Cubertas de fibra de vidro
Europa comezou a usar fibra de vidro nos automóbiles xa en 1955, con probas en carrozarías de modelos STM-II. En 1970, o Xapón utilizou fibra de vidro para fabricar cubertas decorativas para as rodas dos coches e, en 1971, Suzuki fabricou cubertas de motor e garda-lamas con fibra de vidro. Na década de 1950, o Reino Unido comezou a usar fibra de vidro, substituíndo as cabinas compostas de aceiro e madeira anteriores, como as do Ford S21 e coches de tres rodas, que achegaron un estilo completamente novo e menos ríxido aos vehículos daquela época.
A nivel nacional na China, algúns mOs fabricantes realizaron un traballo exhaustivo no desenvolvemento de carrozarías de vehículos de fibra de vidro. Por exemplo, FAW desenvolveu con éxito cubertas de motor de fibra de vidro e cabinas abatibles con morro plano desde o principio. Actualmente, o uso de produtos de fibra de vidro en camións medianos e pesados na China está bastante estendido, incluíndo motores con morro longocubertas, parachoques, cubertas dianteiras, cubertas do teito da cabina, faldóns laterais e deflectores. Un coñecido fabricante nacional de deflectores, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., exemplifica isto. Mesmo algunhas das luxosas cabinas grandes con cama dos admirados camións americanos de morro longo están feitas de fibra de vidro.
Livián, de alta resistencia, resistente á corrosiónresistente, amplamente utilizado en vehículos
Debido ao seu baixo custo, ao seu curto ciclo de produción e á súa forte flexibilidade de deseño, os materiais de fibra de vidro úsanse amplamente en moitos aspectos da fabricación de camións. Por exemplo, hai uns anos, os camións domésticos tiñan un deseño monótono e ríxido, sendo pouco común o estilo exterior personalizado. Co rápido desenvolvemento das autoestradas nacionais, queIsto estimulou enormemente o transporte de longa distancia, pero a dificultade para formar aparencias de cabina personalizadas a partir de aceiro enteiro, os altos custos de deseño de moldes e problemas como a ferruxe e as fugas en estruturas soldadas de varios paneis levaron a moitos fabricantes a elixir fibra de vidro para as cubertas do teito da cabina.
Actualmente, moitos camións usan fiMateriais de vidro berglass para cubertas dianteiras e parachoques.
A fibra de vidro caracterízase polo seu peso lixeiro e a súa alta resistencia, cunha densidade que oscila entre 1,5 e 2,0. Isto supón só entre un cuarto e un quinto da densidade do aceiro ao carbono e mesmo menor que a do aluminio. En comparación co aceiro 08F, unha fibra de vidro de 2,5 mm de grosor ten unresistencia equivalente ao aceiro de 1 mm de grosor. Ademais, a fibra de vidro pode deseñarse de forma flexible segundo as necesidades, o que ofrece unha mellor integridade xeral e unha excelente fabricabilidade. Permite unha elección flexible dos procesos de moldeo en función da forma, o propósito e a cantidade do produto. O proceso de moldeo é sinxelo e a miúdo require só un paso, e o material ten unha boa resistencia á corrosión. Pode resistir as condicións atmosféricas, a auga e as concentracións comúns de ácidos, bases e sales. Polo tanto, moitos camións empregan actualmente materiais de fibra de vidro para parachoques dianteiros, cubertas dianteiras, faldóns laterais e deflectores.
Data de publicación: 02-01-2024
