I materiali non metallici utilizzati nelle automobili includono plastica, gomma, sigillanti adesivi, materiali di attrito, tessuti, vetro e altri materiali. Questi materiali coinvolgono diversi settori industriali come il petrolchimico, l'industria leggera, il tessile e i materiali da costruzione. Pertanto, l'applicazione di materiali non metallici nelle automobili è un riflesso del cocombina forza economica e tecnologica e comprende anche un'ampia gamma di capacità di sviluppo tecnologico e di applicazione nelle industrie correlate.
Attualmente, il freno in fibra di vetroi materiali compositi forzati applicati nelle automobili includono materiali termoplastici rinforzati con fibra di vetro (QFRTP), materiali termoplastici rinforzati con fibra di vetro (GMT), composti per stampaggio di fogli (SMC), materiali per stampaggio a trasferimento di resina (RTM) e prodotti FRP posati a mano.
Il principale rinforzo in fibra di vetroLe materie plastiche attualmente utilizzate nelle automobili sono il polipropilene rinforzato con fibra di vetro (PP), la poliammide 66 rinforzata con fibra di vetro (PA66) o PA6 e, in misura minore, i materiali PBT e PPO.
I prodotti in PP (polipropilene) rinforzato possiedono elevata rigidità e tenacità e le loro proprietà meccaniche possono essere migliorate più volte, anche più volte. Il PP rinforzato viene utilizzato nelle aree scome i mobili per ufficio, ad esempio nelle sedie per bambini con schienale alto e nelle sedie da ufficio; viene utilizzato anche nei ventilatori assiali e centrifughi all'interno di apparecchiature di refrigerazione come frigoriferi e condizionatori d'aria.
I materiali rinforzati in PA (poliammide) sono già utilizzati sia nei veicoli passeggeri che commerciali, in genere per la produzione di piccole parti funzionali. Gli esempi includono coperture protettive per corpi di serrature, cunei assicurativi, dadi incorporati, pedali dell'acceleratore, protezioni del cambio e maniglie di apertura. Se il materiale scelto dal produttore del componente è instabilequalità, il processo di fabbricazione non è appropriato o il materiale non è adeguatamente essiccato, ciò può portare alla frattura delle parti deboli del prodotto.
Con l'automData la crescente domanda da parte dell'industria automobilistica di materiali leggeri e rispettosi dell'ambiente, le industrie automobilistiche straniere si stanno orientando maggiormente verso l'utilizzo di materiali GMT (termoplastici opachi di vetro) per soddisfare le esigenze dei componenti strutturali. Ciò è dovuto principalmente all'eccellente tenacità del GMT, al breve ciclo di stampaggio, all'elevata efficienza produttiva, ai bassi costi di lavorazione e alla natura non inquinante, che lo rendono uno dei materiali del 21° secolo. GMT viene utilizzato principalmente nella produzione di staffe multifunzionali, staffe per cruscotti, telai di sedili, protezioni del motore e staffe per batterie di veicoli passeggeri. Ad esempio, le Audi A6 e A4 attualmente prodotte da FAW-Volkswagen utilizzano materiali GMT, ma non hanno raggiunto una produzione localizzata.
Migliorare la qualità complessiva delle automobili per raggiungere i livelli avanzati internazionali e raggiungerePer la riduzione del peso, delle vibrazioni e del rumore, le unità domestiche hanno condotto ricerche sui processi di produzione e stampaggio dei prodotti dei materiali GMT. Hanno la capacità per la produzione di massa di materiali GMT e una linea di produzione con una produzione annua di 3000 tonnellate di materiale GMT è stata costruita a Jiangyin, Jiangsu. Anche i produttori di automobili nazionali stanno utilizzando materiali GMT nella progettazione di alcuni modelli e hanno iniziato la produzione di prova in batch.
Il composto per stampaggio fogli (SMC) è un'importante plastica termoindurente rinforzata con fibra di vetro. Grazie alle sue eccellenti prestazioni, alla capacità di produzione su larga scala e alla capacità di ottenere superfici di grado A, è stato ampiamente utilizzato nelle automobili. Attualmente, l'applicazione diI materiali SMC stranieri nell'industria automobilistica hanno fatto nuovi progressi. L'uso principale di SMC nelle automobili è nei pannelli della carrozzeria, che rappresentano il 70% dell'utilizzo di SMC. La crescita più rapida riguarda i componenti strutturali e gli organi di trasmissione. Nei prossimi cinque anni, si prevede che l’uso di SMC nelle automobili aumenterà dal 22% al 71%, mentre in altri settori la crescita sarà dal 13% al 35%.
Stato della domandae tendenze di sviluppo
1. Il composto per stampaggio di fogli rinforzati con fibra di vetro (SMC) ad alto contenuto viene sempre più utilizzato nei componenti strutturali automobilistici. È stato dimostrato per la prima volta in parti strutturali su due modelli Ford (Explorer e Ranger) nel 1995. Grazie alla sua multifunzionalità, è ampiamente considerato dotato di vantaggi nella progettazione strutturale, portando alla sua diffusa applicazione nei cruscotti automobilistici, nei sistemi di sterzo, nei sistemi di radiatori e nei sistemi di dispositivi elettronici.
Le staffe superiori ed inferiori stampate dall'azienda americana Budd utilizzano un materiale composito contenente il 40% di fibra di vetro in poliestere insaturo. Questa struttura frontale in due pezzi soddisfa le esigenze dell'utente, con la parte anteriore della cabina inferiore che si estende in avanti. Il br superioreL'acket è fissato sul tettuccio anteriore e sulla struttura della carrozzeria anteriore, mentre la staffa inferiore funziona insieme al sistema di raffreddamento. Queste due staffe sono interconnesse e cooperano con il tettuccio dell'auto e la struttura della carrozzeria per stabilizzare la parte anteriore.
2. L'applicazione di materiali Sheet Moulding Compound (SMC) a bassa densità: SMC a bassa densità ha un peso specificoy di 1,3, e applicazioni pratiche e test hanno dimostrato che è il 30% più leggero dell'SMC standard, che ha un peso specifico di 1,9. L'utilizzo di questo SMC a bassa densità può ridurre il peso delle parti di circa il 45% rispetto a parti simili in acciaio. Tutti i pannelli interni e i nuovi interni del tetto del modello Corvette '99 della General Motors negli Stati Uniti sono realizzati in SMC a bassa densità. Inoltre, l'SMC a bassa densità viene utilizzato anche nelle portiere delle auto, nei cofani motore e nei coperchi del bagagliaio.
3. Altre applicazioni dell'SMC nelle automobili, oltre ai nuovi usi menzionati in precedenza, includono la produzione di varionoi altre parti. Questi includono porte di cabina, tetti gonfiabili, scheletri di paraurti, porte di carico, alette parasole, pannelli di carrozzeria, tubi di drenaggio del tetto, strisce laterali di rimesse per auto e box per camion, tra i quali il maggiore utilizzo è nei pannelli di carrozzeria esterni. Per quanto riguarda lo stato delle applicazioni nazionali, con l'introduzione della tecnologia di produzione delle autovetture in Cina, l'SMC è stato adottato per la prima volta nelle autovetture, utilizzato principalmente nei vani delle ruote di scorta e nelle carcasse dei paraurti. Attualmente viene applicato anche nei veicoli commerciali per parti come piastre di copertura dei montanti, serbatoi di espansione, morsetti di velocità della linea, partizioni grandi/piccole, gruppi di protezioni per la presa d'aria e altro ancora.
Materiale composito GFRPMolle a balestra automobilistiche
Il metodo Resin Transfer Moulding (RTM) prevede la pressatura della resina in uno stampo chiuso contenente fibre di vetro, seguita dalla polimerizzazione a temperatura ambiente o con il calore. Rispetto al Foglio MoldiCon il metodo Compound (SMC), RTM offre apparecchiature di produzione più semplici, costi di stampo inferiori ed eccellenti proprietà fisiche dei prodotti, ma è adatto solo per la produzione su media e piccola scala. Attualmente le parti automobilistiche prodotte con il metodo RTM all'estero sono state estese ai rivestimenti dell'intera carrozzeria. Al contrario, in Cina, la tecnologia di stampaggio RTM per la produzione di componenti automobilistici è ancora in fase di sviluppo e ricerca, cercando di raggiungere i livelli di produzione di prodotti stranieri simili in termini di proprietà meccaniche delle materie prime, tempi di indurimento e specifiche del prodotto finito. Le parti automobilistiche sviluppate e ricercate a livello nazionale utilizzando il metodo RTM includono parabrezza, portelloni posteriori, diffusori, tetti, paraurti e porte posteriori sollevabili per le auto Fukang.
Tuttavia, come applicare in modo più rapido ed efficace il processo RTM alle automobili, i requisitiLe modifiche dei materiali per la struttura del prodotto, il livello di prestazione dei materiali, gli standard di valutazione e il raggiungimento di superfici di grado A sono questioni di preoccupazione nell'industria automobilistica. Questi sono anche i prerequisiti per l’adozione diffusa della RTM nella produzione di componenti automobilistici.
Perché FRP
Dal punto di vista dei produttori di automobili, FRP (plastiche rinforzate con fibre) rispetto ad altrier materiali, è un materiale alternativo molto attraente. Prendendo come esempi SMC/BMC (Sheet Moulding Compound/Bulk Moulding Compound):
* Risparmio di peso
* Integrazione dei componenti
* Flessibilità di progettazione
*Investimento notevolmente inferiore
* Facilita l'integrazione dei sistemi di antenna
* Stabilità dimensionale (basso coefficiente di dilatazione termica lineare, paragonabile all'acciaio)
* Mantiene elevate prestazioni meccaniche in condizioni di alta temperatura
Compatibile con E-coating (verniciatura elettronica)
I camionisti sanno bene che la resistenza dell'aria, nota anche come resistenza aerodinamica, è sempre stata un fattore significativoavversario per camion. L'ampia area frontale dei camion, il telaio alto e i rimorchi dalla forma squadrata li rendono particolarmente sensibili alla resistenza dell'aria.
Per contrastarela resistenza dell'aria, che inevitabilmente aumenta il carico del motore, maggiore è la velocità, maggiore è la resistenza. L'aumento del carico dovuto alla resistenza dell'aria comporta un maggiore consumo di carburante. Per ridurre la resistenza al vento incontrata dai camion e quindi diminuire il consumo di carburante, gli ingegneri si sono scervellati. Oltre all'adozione di design aerodinamici per la cabina, sono stati aggiunti numerosi dispositivi per ridurre la resistenza dell'aria sul telaio e sulla parte posteriore del rimorchio. Quali sono questi dispositivi progettati per ridurre la resistenza al vento sui camion?
Deflettori sul tetto/laterali
Il tetto e i deflettori laterali sono progettati principalmente per impedire al vento di colpire direttamente il cassone di carico di forma quadrata, reindirizzando la maggior parte dell'aria per fluire dolcemente sopra e attorno alle parti superiore e laterale del rimorchio, anziché colpire direttamente la parte anteriore del rimorchio. sentieroehm, il che provoca una resistenza significativa. Deflettori adeguatamente angolati e regolati in altezza possono ridurre notevolmente la resistenza causata dal rimorchio.
Minigonne laterali per auto
Le minigonne laterali di un veicolo servono a smussare i lati del telaio, integrandolo perfettamente con la carrozzeria dell'auto. Coprono elementi come i serbatoi del gas e del carburante montati lateralmente, riducendo la loro area frontale esposta al vento, facilitando così un flusso d'aria più fluido senza creare turbolenze.
Bumpe in posizione bassar
Il paraurti che si estende verso il basso riduce il flusso d'aria che entra sotto il veicolo, contribuendo a diminuire la resistenza prodotta dall'attrito tra il telaio e il telaio.aria. Inoltre, alcuni paraurti con fori guida non solo riducono la resistenza al vento ma dirigono anche il flusso d'aria verso i tamburi o i dischi dei freni, favorendo il raffreddamento del sistema frenante del veicolo.
Deflettori laterali del cassone di carico
I deflettori sui lati del cassone di carico coprono parte delle ruote e riducono la distanza tra il vano di carico e il suolo. Questo design diminuisce il flusso d'aria che entra dai lati sotto il veicolo. Poiché ricoprono parte delle ruote, queste si sgonfianoInoltre riducono le turbolenze causate dall'interazione tra gli pneumatici e l'aria.
Deflettore posteriore
Progettato per sconvolgeret i vortici d'aria nella parte posteriore, ottimizza il flusso d'aria, riducendo così la resistenza aerodinamica.
Quindi, quali materiali vengono utilizzati per realizzare i deflettori e le coperture sui camion? Da quello che ho raccolto, nel mercato altamente competitivo, la fibra di vetro (nota anche come plastica rinforzata con vetro o GRP) è preferita per la sua leggerezza, elevata resistenza, resistenza alla corrosione e raffidabilità tra le altre proprietà.
La fibra di vetro è un materiale composito che utilizza fibre di vetro e i loro prodotti (come tessuto in fibra di vetro, tappetino, filato, ecc.) come rinforzo, con la resina sintetica che funge da materiale matrice.
Deflettori/coperture in fibra di vetro
L'Europa iniziò a utilizzare la fibra di vetro nelle automobili già nel 1955, con prove sulle carrozzerie dei modelli STM-II. Nel 1970, il Giappone utilizzò la fibra di vetro per produrre coperture decorative per le ruote delle auto e nel 1971 la Suzuki realizzò coperture del motore e parafanghi in fibra di vetro. Negli anni '50, il Regno Unito iniziò a utilizzare la fibra di vetro, sostituendo le precedenti cabine in composito acciaio-legno, come quelle del Ford S21 e le auto a tre ruote, che apportarono uno stile completamente nuovo e meno rigido ai veicoli di quell'epoca.
A livello nazionale in Cina, alcuni mi produttori hanno svolto un ampio lavoro nello sviluppo di carrozzerie di veicoli in fibra di vetro. Ad esempio, FAW ha sviluppato con successo abbastanza presto coperture del motore in fibra di vetro e cabine ribaltabili con il muso piatto. Attualmente, l'uso di prodotti in fibra di vetro negli autocarri medi e pesanti in Cina è piuttosto diffuso, compresi i motori a muso lungocoperture, paraurti, coperture anteriori, coperture del tetto della cabina, minigonne laterali e deflettori. Un noto produttore nazionale di deflettori, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., ne è un esempio. Anche alcune delle lussuose cabine letto degli ammirati camion americani a muso lungo sono realizzate in fibra di vetro.
Leggero, ad alta resistenza, corrosione-resistente, ampiamente utilizzato nei veicoli
Grazie al basso costo, al breve ciclo di produzione e alla forte flessibilità di progettazione, i materiali in fibra di vetro sono ampiamente utilizzati in molti aspetti della produzione di autocarri. Ad esempio, alcuni anni fa, i camion domestici avevano un design monotono e rigido, con uno stile esterno personalizzato raro. Con il rapido sviluppo delle autostrade nazionali, cheh ha fortemente stimolato il trasporto a lungo raggio, la difficoltà nel realizzare cabine personalizzate dall'intero acciaio, gli elevati costi di progettazione degli stampi e problemi come ruggine e perdite nelle strutture saldate a più pannelli hanno portato molti produttori a scegliere la fibra di vetro per le coperture del tetto delle cabine.
Attualmente molti camion utilizzano fimateriali in fibra di vetro per coperture anteriori e paraurti.
La fibra di vetro è caratterizzata dalla sua leggerezza ed elevata resistenza, con una densità compresa tra 1,5 e 2,0. Si tratta solo di circa un quarto o un quinto della densità dell'acciaio al carbonio e persino inferiore a quella dell'alluminio. Rispetto all'acciaio 08F, una fibra di vetro spessa 2,5 mm ha unresistenza equivalente all'acciaio di 1 mm di spessore. Inoltre, la fibra di vetro può essere progettata in modo flessibile in base alle esigenze, offrendo una migliore integrità complessiva e un’eccellente producibilità. Consente una scelta flessibile dei processi di stampaggio in base alla forma, allo scopo e alla quantità del prodotto. Il processo di stampaggio è semplice, spesso richiede solo un unico passaggio, e il materiale ha una buona resistenza alla corrosione. Può resistere alle condizioni atmosferiche, all'acqua e alle comuni concentrazioni di acidi, basi e sali. Pertanto, molti camion attualmente utilizzano materiali in fibra di vetro per paraurti anteriori, coperture anteriori, minigonne laterali e deflettori.
Orario di pubblicazione: 02 gennaio 2024
