Ապակեպլաստե կոմպոզիտային նյութերի կիրառումը մեքենաներում և բեռնատարներում

Ավտոմեքենաներում օգտագործվող ոչ մետաղական նյութերից են պլաստմասսաները, ռետինը, կպչուն կնքիչները, շփման նյութերը, գործվածքները, ապակին և այլ նյութեր: Այս նյութերը ներառում են տարբեր արդյունաբերական ոլորտներ, ինչպիսիք են նավթաքիմիական արդյունաբերությունը, թեթև արդյունաբերությունը, տեքստիլը և շինանյութերը: Հետևաբար, ոչ մետաղական նյութերի կիրառումը ավտոմեքենաներում արտացոլում է...համատեղ տնտեսական և տեխնոլոգիական ուժ, ինչպես նաև ընդգրկում է տեխնոլոգիաների մշակման և կիրառման լայն հնարավորություններ հարակից ոլորտներում։

Ներկայումս ապակե մանրաթելը սանձվում էԱվտոմեքենաներում կիրառվող հարկադիր կոմպոզիտային նյութերից են ապակե մանրաթելով ամրացված ջերմապլաստիկները (QFRTP), ապակե մանրաթելով ամրացված գորգով ջերմապլաստիկները (GMT), թերթային ձուլման միացությունները (SMC), խեժի փոխանցման ձուլման նյութերը (RTM) և ձեռքով շարված FRP արտադրանքները։

Հիմնական ապակե մանրաթելային ամրացումԱվտոմեքենաներում ներկայումս օգտագործվող ced պլաստմասսաները ապակե մանրաթելով ամրացված պոլիպրոպիլենն (PP), ապակե մանրաթելով ամրացված պոլիամիդ 66-ը (PA66) կամ PA6-ը, և ավելի փոքր չափով՝ PBT և PPO նյութերն են։

Ամրապնդված ՊՊ (պոլիպրոպիլենային) արտադրանքը ունի բարձր կոշտություն և ամրություն, և դրանց մեխանիկական հատկությունները կարող են բարելավվել մի քանի անգամ, նույնիսկ բազմակի անգամ։ Ամրապնդված ՊՊ-ն օգտագործվում է այնպիսի տարածքներում, որտեղ...ինչպիսիք են գրասենյակային կահույքը, օրինակ՝ մանկական բարձր մեջքով աթոռները և գրասենյակային աթոռները։ Այն նաև օգտագործվում է սառնարանային սարքավորումների, ինչպիսիք են սառնարանները և օդորակիչները, ներսում գտնվող առանցքային և կենտրոնախույս օդափոխիչներում։

Ամրապնդված պոլիամիդային (պոլիամիդային) նյութերն արդեն օգտագործվում են թե՛ մարդատար, թե՛ առևտրային տրանսպորտային միջոցներում, սովորաբար փոքր ֆունկցիոնալ մասերի արտադրության համար: Օրինակներ են՝ կողպեքի թափքի պաշտպանիչ ծածկոցները, ապահովագրական սեպերը, ներդրված ընկույզները, գազի ոտնակները, փոխանցման փոխանցման պաշտպանիչները և բացման բռնակները: Եթե մասի արտադրողի կողմից ընտրված նյութը անկայուն է,որակի, արտադրական գործընթացի անհամապատասխանության կամ նյութի ոչ պատշաճ չորացման դեպքում, դա կարող է հանգեցնել արտադրանքի թույլ մասերի կոտրմանը։

ԱվտոմատովԱրտաքին ավտոարդյունաբերության կողմից թեթև և էկոլոգիապես մաքուր նյութերի աճող պահանջարկի պատճառով արտասահմանյան ավտոարդյունաբերությունները ավելի շատ հակված են օգտագործել GMT (ապակե գորգային ջերմապլաստիկ) նյութեր՝ կառուցվածքային բաղադրիչների կարիքները բավարարելու համար: Սա հիմնականում պայմանավորված է GMT-ի գերազանց ամրությամբ, կարճ ձուլման ցիկլով, բարձր արտադրական արդյունավետությամբ, ցածր վերամշակման ծախսերով և աղտոտող բնույթով, ինչը այն դարձնում է 21-րդ դարի նյութերից մեկը: GMT-ն հիմնականում օգտագործվում է բազմաֆունկցիոնալ հենարանների, վահանակի հենարանների, նստատեղերի շրջանակների, շարժիչի պաշտպանիչների և ուղևորատար մեքենաների մարտկոցի հենարանների արտադրության մեջ: Օրինակ, Audi A6-ը և A4-ը, որոնք ներկայումս արտադրվում են FAW-Volkswagen-ի կողմից, օգտագործում են GMT նյութեր, բայց դեռևս տեղական արտադրություն չեն իրականացրել:

Բարելավել ավտոմեքենաների ընդհանուր որակը՝ միջազգային առաջադեմ մակարդակներին հասնելու ևՔաշի նվազեցման, թրթռումների նվազեցման և աղմուկի նվազեցման համար տեղական ստորաբաժանումները հետազոտություններ են անցկացրել GMT նյութերի արտադրության և արտադրանքի ձուլման գործընթացների վերաբերյալ: Նրանք ունեն GMT նյութերի զանգվածային արտադրության հզորություն, և Ջիանյինում, Ջիանյինում, կառուցվել է տարեկան 3000 տոննա GMT նյութ արտադրող արտադրական գիծ: Տեղական ավտոարտադրողները նույնպես օգտագործում են GMT նյութեր որոշ մոդելների նախագծման մեջ և սկսել են խմբաքանակային փորձնական արտադրություն:

Թերթային ձուլման միացությունը (SMC) կարևոր ապակե մանրաթելով ամրացված ջերմակայուն պլաստիկ է: Իր գերազանց կատարողականության, մեծածավալ արտադրության հնարավորությունների և A-դասի մակերեսներ ստանալու ունակության շնորհիվ այն լայնորեն օգտագործվել է ավտոմեքենաներում: Ներկայումս կիրառումը...Ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ արտասահմանյան SMC նյութերի օգտագործումը նոր առաջընթաց է գրանցել: Ավտոմեքենաներում SMC-ի հիմնական օգտագործումը թափքի վահանակներում է, որը կազմում է SMC-ի օգտագործման 70%-ը: Ամենաարագ աճը գրանցվել է կառուցվածքային բաղադրիչներում և փոխանցման տուփի մասերում: Հաջորդ հինգ տարիների ընթացքում ավտոմեքենաներում SMC-ի օգտագործումը, կանխատեսումների համաձայն, կաճի 22%-ից մինչև 71%, մինչդեռ այլ ոլորտներում աճը կկազմի 13%-ից մինչև 35%:

Դիմումի կարգավիճակըև զարգացման միտումներ

1. Բարձր պարունակությամբ ապակե մանրաթելով ամրացված թերթային ձուլման միացությունը (SMC) ավելի ու ավելի է օգտագործվում ավտոմոբիլային կառուցվածքային բաղադրիչներում: Այն առաջին անգամ ցուցադրվել է Ford-ի երկու մոդելների կառուցվածքային մասերում (Eexplorer և Ranger) 1995 թվականին: Իր բազմաֆունկցիոնալության շնորհիվ այն լայնորեն համարվում է կառուցվածքային նախագծման առավելություններ ունեցող, ինչը հանգեցրել է դրա լայն կիրառմանը ավտոմեքենաների վահանակներում, ղեկային համակարգերում, ռադիատորային համակարգերում և էլեկտրոնային սարքերի համակարգերում:

Ամերիկյան Budd ընկերության կողմից ձուլված վերին և ստորին ամրակները պատրաստված են կոմպոզիտային նյութից, որը պարունակում է 40% ապակե մանրաթել չհագեցած պոլիեսթերից: Այս երկմասանոց առջևի մասը բավարարում է օգտագործողի պահանջները, իսկ ստորին խցիկի առջևի մասը ձգվում է առաջ: Վերին բրաունը...Ակետը ամրացված է առջևի ծածկին և թափքի առջևի կառուցվածքին, մինչդեռ ստորին ամրակը աշխատում է սառեցման համակարգի հետ համատեղ: Այս երկու ամրակները փոխկապակցված են և համագործակցում են մեքենայի ծածկի և թափքի կառուցվածքի հետ՝ առջևի մասը կայունացնելու համար:

2. Ցածր խտության թերթային ձուլման միացության (SMC) նյութերի կիրառումը. Ցածր խտության SMC-ն ունի տեսակարար կշիռ1.3 յ, և գործնական կիրառություններն ու փորձարկումները ցույց են տվել, որ այն 30%-ով ավելի թեթև է, քան ստանդարտ SMC-ն, որի տեսակարար կշիռը 1.9 է: Այս ցածր խտության SMC-ի օգտագործումը կարող է նվազեցնել մասերի քաշը մոտ 45%-ով՝ համեմատած պողպատից պատրաստված նմանատիպ մասերի հետ: ԱՄՆ-ում General Motors-ի կողմից արտադրված Corvette '99 մոդելի բոլոր ներքին վահանակները և նոր տանիքի ներքին հարդարանքը պատրաստված են ցածր խտության SMC-ից: Բացի այդ, ցածր խտության SMC-ն օգտագործվում է նաև մեքենաների դռներում, շարժիչի կապոտներում և բեռնախցիկի կափարիչներում:

3. Ավտոմեքենաներում SMC-ի այլ կիրառությունները, բացի նախկինում նշված նոր կիրառություններից, ներառում են տարբեր տեսակի մեքենաների արտադրությունը։մեզ այլ մասեր։ Դրանք ներառում են խցիկի դռներ, փչովի տանիքներ, բամպերի կմախքներ, բեռնախցիկի դռներ, արևապաշտպաններ, թափքի վահանակներ, տանիքի ջրահեռացման խողովակներ, մեքենաների պահեստի կողային շերտեր և բեռնատարների բեռնախցիկներ, որոնցից ամենամեծ կիրառությունը գտնվում է արտաքին թափքի վահանակներում։ Ինչ վերաբերում է ներքին կիրառմանը, Չինաստանում ուղևորատար մեքենաների արտադրության տեխնոլոգիայի ներդրմամբ, SMC-ն առաջին անգամ կիրառվեց ուղևորատար մեքենաներում՝ հիմնականում օգտագործվելով պահեստային անվադողերի խցիկներում և բամպերի կմախքներում։ Ներկայումս այն նաև կիրառվում է առևտրային տրանսպորտային միջոցներում՝ այնպիսի մասերի համար, ինչպիսիք են հենակների խցիկի ծածկոցները, ընդարձակման բաքերը, գծային արագության սեղմակները, մեծ/փոքր միջնապատերը, օդային ընդունման թաղանթների հավաքույթները և այլն։

GFRP կոմպոզիտային նյութԱվտոմոբիլային տերևային զսպանակներ

Խեժի փոխանցման ձուլման (RTM) մեթոդը ներառում է խեժը սեղմել ապակե մանրաթելեր պարունակող փակ կաղապարի մեջ, որին հաջորդում է սենյակային ջերմաստիճանում կամ ջերմության միջոցով չորացումը: Համեմատած թերթային ձուլման հետng Compound (SMC) մեթոդով RTM-ն առաջարկում է ավելի պարզ արտադրական սարքավորումներ, ցածր ձուլման ծախսեր և արտադրանքի գերազանց ֆիզիկական հատկություններ, սակայն այն հարմար է միայն միջին և փոքրածավալ արտադրության համար: Ներկայումս արտասահմանում RTM մեթոդով արտադրվող ավտոմոբիլային մասերը տարածվել են ամբողջ թափքի ծածկույթների վրա: Ի տարբերություն դրա, Չինաստանում ավտոմոբիլային մասերի արտադրության համար RTM ձուլման տեխնոլոգիան դեռևս մշակման և հետազոտության փուլում է, ձգտելով հասնել նմանատիպ արտասահմանյան արտադրանքի արտադրության մակարդակին հումքի մեխանիկական հատկությունների, կարծրացման ժամանակի և պատրաստի արտադրանքի բնութագրերի առումով: RTM մեթոդով երկրում մշակված և հետազոտված ավտոմոբիլային մասերի թվում են Fukang մեքենաների դիմապակիները, հետևի բեռնախցիկի դռները, դիֆուզորները, տանիքները, բամպերները և հետևի բարձրացող դռները:

Այնուամենայնիվ, թե ինչպես ավելի արագ և արդյունավետ կերպով կիրառել RTM գործընթացը ավտոմեքենաների վրա, անհրաժեշտ էԱրտադրանքի կառուցվածքի համար նյութերի պահանջները, նյութերի կատարողականի մակարդակը, գնահատման չափանիշները և A-դասի մակերեսների ձեռքբերումը ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ մտահոգության առարկա են։ Սրանք նաև ավտոմոբիլային մասերի արտադրության մեջ RTM-ի լայնորեն կիրառման նախադրյալներն են։

Ինչու՞ FRP

Ավտոմեքենաների արտադրողների տեսանկյունից, FRP-ն (մանրաթելային ամրացված պլաստիկ)՝ համեմատած մյուսների հետավելի շատ նյութեր, շատ գրավիչ այլընտրանքային նյութ է: Որպես օրինակ՝ վերցնենք SMC/BMC-ն (շերտային ձուլման միացություն/ծավալային ձուլման միացություն).

* Քաշի խնայողություն
* Բաղադրիչների ինտեգրում
* Դիզայնի ճկունություն
* Զգալիորեն ցածր ներդրումներ
* Հեշտացնում է անտենային համակարգերի ինտեգրումը
* Չափսային կայունություն (գծային ջերմային ընդարձակման ցածր գործակից, համեմատելի պողպատի հետ)
* Պահպանում է բարձր մեխանիկական կատարողականություն բարձր ջերմաստիճանային պայմաններում
Համատեղելի է E-coating-ի (էլեկտրոնային ներկում) հետ

Բեռնատարների վարորդները լավ գիտակցում են, որ օդի դիմադրությունը, որը հայտնի է նաև որպես դիմադրություն, միշտ էլ զգալի դեր է խաղացել…Բեռնատարների համար հակառակորդ։ Բեռնատարների մեծ ճակատային մակերեսը, բարձր շասսին և քառակուսի ձևի կցորդները դրանք հատկապես զգայուն են դարձնում օդային դիմադրության նկատմամբ։

Հակազդելու համարՕդի դիմադրությունը, որն անխուսափելիորեն մեծացնում է շարժիչի բեռը, որքան արագ է արագությունը, այնքան մեծ է դիմադրությունը: Օդի դիմադրության պատճառով բեռի աճը հանգեցնում է վառելիքի ավելի բարձր սպառման: Բեռնատարների կողմից զգացվող քամու դիմադրությունը նվազեցնելու և դրանով իսկ վառելիքի սպառումը նվազեցնելու համար ինժեներները ջանք չեն խնայել: Բացի սրահի աերոդինամիկ դիզայն ընդունելուց, ավելացվել են բազմաթիվ սարքեր՝ կցորդի շրջանակի և հետևի մասի օդի դիմադրությունը նվազեցնելու համար: Որո՞նք են այս սարքերը, որոնք նախատեսված են բեռնատարների վրա քամու դիմադրությունը նվազեցնելու համար:

Տանիքի/կողային դեֆլեկտորներ

Տանիքի և կողային դեֆլեկտորները հիմնականում նախատեսված են քամու ուղիղ հարվածը քառակուսի ձևի բեռնախցիկին կանխելու համար, օդի մեծ մասը ուղղորդելով դեպի սահուն հոսող կցորդի վերին և կողային մասերի վրայով և շուրջը, այլ ոչ թե ուղղակիորեն հարվածելով արահետի առջևի մասին։ինչը զգալի դիմադրություն է առաջացնում: Ճիշտ անկյունային և բարձրության վրա կարգավորվող շեղիչները կարող են զգալիորեն նվազեցնել կցորդի պատճառած դիմադրությունը:

Մեքենայի կողային կիսաշրջազգեստներ

Տրանսպորտային միջոցի կողային եզրակալները ծառայում են շասսիի կողային մասերը հարթեցնելուն՝ այն անթերի ինտեգրվելով մեքենայի թափքին: Դրանք ծածկում են այնպիսի տարրեր, ինչպիսիք են կողքներին տեղադրված վառելիքի և վառելիքի բաքերը, նվազեցնելով դրանց ճակատային մասը, որը ենթարկվում է քամուն, այդպիսով նպաստելով ավելի հարթ օդի հոսքին՝ առանց տուրբուլենտություն ստեղծելու:

Ցածր դիրքով Bumper

Ներքև ձգվող բամպերը նվազեցնում է մեքենայի տակ մտնող օդային հոսքը, ինչը նպաստում է շասսիի և մեքենայի միջև շփման հետևանքով առաջացող դիմադրության նվազեցմանը։օդը։ Բացի այդ, որոշ բամպերներ, որոնք ունեն ուղղորդող անցքեր, ոչ միայն նվազեցնում են քամու դիմադրությունը, այլև ուղղորդում են օդի հոսքը դեպի արգելակային թմբուկները կամ արգելակային սկավառակները՝ նպաստելով մեքենայի արգելակային համակարգի սառեցմանը։

Բեռնախցիկի կողային դեֆլեկտորներ

Բեռնախցիկի կողքերին գտնվող դեֆլեկտորները ծածկում են անիվների մի մասը և նվազեցնում բեռնախցիկի և գետնի միջև եղած հեռավորությունը։ Այս դիզայնը նվազեցնում է մեքենայի տակ գտնվող կողմերից մտնող օդային հոսքը։ Քանի որ դրանք ծածկում են անիվների մի մասը, դրանք դեֆլեկտորներ են։Գործոնները նաև նվազեցնում են անվադողերի և օդի փոխազդեցության հետևանքով առաջացած տուրբուլենտությունը։

Հետևի դեֆլեկտոր

Նախատեսված է խանգարելու համարՀետևի մասում գտնվող օդային մրրիկների միջոցով այն կարգավորում է օդի հոսքը, այդպիսով նվազեցնելով աերոդինամիկ դիմադրությունը։

Այսպիսով, ի՞նչ նյութեր են օգտագործվում բեռնատարների դեֆլեկտորներն ու ծածկոցները պատրաստելու համար: Ինչ ես հավաքել եմ, բարձր մրցակցային շուկայում ապակեպլաստը (հայտնի է նաև որպես ապակե ամրացված պլաստիկ կամ GRP) նախընտրելի է իր թեթևության, բարձր ամրության, կոռոզիոն դիմադրության և...հուսալիությունը՝ այլ հատկությունների շարքում։

Ապակեթելը կոմպոզիտային նյութ է, որն օգտագործում է ապակե մանրաթելեր և դրանցից ստացված արտադրանքներ (օրինակ՝ ապակե մանրաթելային կտոր, գորգ, թել և այլն) որպես ամրացում, իսկ սինթետիկ խեժը ծառայում է որպես մատրիցային նյութ։

Ապակեպլաստե դեֆլեկտորներ/ծածկոցներ

Եվրոպան սկսեց օգտագործել ապակեպլաստե ավտոմեքենաներում դեռևս 1955 թվականից՝ STM-II մոդելի թափքերի վրա փորձարկումներ կատարելով։ 1970 թվականին Ճապոնիան օգտագործեց ապակեպլաստեը՝ մեքենաների անիվների համար դեկորատիվ ծածկոցներ պատրաստելու համար, իսկ 1971 թվականին Suzuki-ն ապակեպլաստեից պատրաստեց շարժիչի ծածկոցներ և թևեր։ 1950-ականներին Մեծ Բրիտանիան սկսեց օգտագործել ապակեպլաստե՝ փոխարինելով նախկին պողպատ-փայտե կոմպոզիտային խցիկները, ինչպիսիք էին For-ում։d S21 և եռանիվ մեքենաներ, որոնք այդ դարաշրջանի տրանսպորտային միջոցներին բերեցին բոլորովին նոր և պակաս կոշտ ոճ։

Չինաստանի ներսում, որոշ մԱրտադրողները մեծ աշխատանք են կատարել ապակեպլաստե տրանսպորտային միջոցների թափքերի մշակման գործում: Օրինակ՝ FAW-ն բավականին վաղ շրջանում հաջողությամբ մշակել է ապակեպլաստե շարժիչի ծածկոցներ և հարթ քթով, ծալովի խցիկներ: Ներկայումս Չինաստանում ապակեպլաստե արտադրանքի օգտագործումը միջին և ծանր բեռնատարներում բավականին տարածված է, այդ թվում՝ երկար քթով շարժիչով բեռնատարներում:ծածկոցներ, բամպերներ, առջևի ծածկոցներ, խցիկի տանիքի ծածկոցներ, կողային փեշեր և դեֆլեկտորներ: Դեֆլեկտորների հայտնի տեղական արտադրող Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd.-ն դրա վառ օրինակն է: Նույնիսկ հիացմունք առաջացնող ամերիկյան երկար քթով բեռնատարների շքեղ մեծ քնելու խցիկներից մի քանիսը պատրաստված են ապակեպլաստից:

Թեթև, բարձր ամրության, կոռոզիոն դիմացկուն- դիմացկուն, լայնորեն օգտագործվում է տրանսպորտային միջոցներում

Իր ցածր գնի, կարճ արտադրական ցիկլի և դիզայնի մեծ ճկունության շնորհիվ, ապակեպլաստե նյութերը լայնորեն օգտագործվում են բեռնատարների արտադրության բազմաթիվ ասպեկտներում: Օրինակ, մի քանի տարի առաջ տեղական բեռնատարները միապաղաղ և կոշտ դիզայն ունեին, իսկ անհատականացված արտաքին ոճավորումը հազվադեպ էր: Տեղական մայրուղիների արագ զարգացման հետ մեկտեղ, որոնք...h-ը մեծապես խթանեց երկար հեռավորությունների տեղափոխումները, ամբողջական պողպատից անհատականացված խցիկի տեսք ստեղծելու դժվարությունը, կաղապարի նախագծման բարձր ծախսերը և բազմավանել եռակցված կառուցվածքներում ժանգի և արտահոսքերի նման խնդիրները շատ արտադրողների ստիպեցին խցիկի տանիքի ծածկոցների համար ընտրել ապակեպլաստե։

Ներկայումս շատ բեռնատարներ օգտագործում են fiԲերգլաս նյութեր առջևի ծածկոցների և բամպերների համար։

Ապակեթելը բնութագրվում է իր թեթևությամբ և բարձր ամրությամբ՝ 1.5-ից 2.0 խտությամբ։ Սա ածխածնային պողպատի խտության միայն մոտ մեկ քառորդից մինչև մեկ հինգերորդն է և նույնիսկ ավելի ցածր, քան ալյումինինը։ 08F պողպատի համեմատ, 2.5 մմ հաստությամբ ապակեթելն ունի1 մմ հաստությամբ պողպատին համարժեք ամրություն: Բացի այդ, ապակեթելը կարող է ճկուն կերպով նախագծվել կարիքներին համապատասխան՝ ապահովելով ավելի լավ ընդհանուր ամբողջականություն և գերազանց արտադրականություն: Այն թույլ է տալիս ճկուն ընտրություն կատարել ձուլման գործընթացների համար՝ հիմնվելով արտադրանքի ձևի, նպատակի և քանակի վրա: Ձուլման գործընթացը պարզ է, հաճախ պահանջում է միայն մեկ քայլ, և նյութն ունի լավ կոռոզիոն դիմադրություն: Այն կարող է դիմակայել մթնոլորտային պայմաններին, ջրին և թթուների, հիմքերի և աղերի ընդհանուր կոնցենտրացիաներին: Հետևաբար, շատ բեռնատարներ ներկայումս ապակեթել նյութեր են օգտագործում առջևի բամպերների, առջևի ծածկոցների, կողային փեշերի և դեֆլեկտորների համար: