Ապակեպլաստե կոմպոզիտային նյութերի կիրառում մեքենաներում և բեռնատարներում

Ավտոմեքենաներում օգտագործվող ոչ մետաղական նյութերը ներառում են պլաստմասսա, ռետին, կպչուն հերմետիկ նյութեր, շփման նյութեր, գործվածքներ, ապակի և այլ նյութեր: Այս նյութերը ներառում են արդյունաբերական տարբեր ոլորտներ, ինչպիսիք են նավթաքիմիական, թեթև արդյունաբերությունը, տեքստիլը և շինանյութերը: Հետևաբար, ոչ մետաղական նյութերի կիրառումը ավտոմեքենաներում հանդիսանում է կոգերազանցում է տնտեսական և տեխնոլոգիական հզորությունը, և այն նաև ներառում է տեխնոլոգիաների զարգացման և հարակից ոլորտներում կիրառման հնարավորությունների լայն շրջանակ:

Ներկայումս ապակե մանրաթելերի սանձըՄեքենաներում կիրառվող հարկադիր կոմպոզիտային նյութերը ներառում են ապակե մանրաթելերով ամրացված ջերմապլաստիկները (QFRTP), ապակե մանրաթելերով ամրացված ջերմապլաստիկները (GMT), թիթեղների ձևավորման միացությունները (SMC), խեժի փոխանցման համաձուլվածքները (RTM) և ձեռքով դրված FRP արտադրանքները:

Հիմնական ապակե մանրաթելային ամրանՄեքենաներում օգտագործվող ցերեկային պլաստմասսաները ներկայումս հանդիսանում են ապակե մանրաթելերով ամրացված պոլիպրոպիլեն (PP), ապակե մանրաթելերով ամրացված պոլիամիդ 66 (PA66) կամ PA6, և ավելի քիչ՝ PBT և PPO նյութեր:

Ամրապնդված PP (պոլիպրոպիլեն) արտադրանքները ունեն բարձր կոշտություն և ամրություն, և դրանց մեխանիկական հատկությունները կարող են բարելավվել մի քանի անգամ, նույնիսկ մի քանի անգամ: Ամրապնդված PP օգտագործվում է տարածքներում sօրինակ՝ գրասենյակային կահույք, օրինակ՝ մանկական բարձր մեջքով և գրասենյակային աթոռներ; Այն նաև օգտագործվում է առանցքային և կենտրոնախույս օդափոխիչների մեջ սառնարանային սարքավորումների մեջ, ինչպիսիք են սառնարանները և օդորակիչները:

Ամրապնդված PA (պոլիամիդ) նյութերն արդեն օգտագործվում են ինչպես մարդատար, այնպես էլ առևտրային մեքենաներում, սովորաբար փոքր ֆունկցիոնալ մասերի արտադրության համար: Օրինակները ներառում են կողպեքի մարմինների պաշտպանիչ ծածկոցներ, ապահովագրական սեպեր, ներկառուցված ընկույզներ, շնչափող ոտնակներ, փոխանցումատուփի հերթափոխի պաշտպանիչներ և բացվող բռնակներ: Եթե ​​մաս արտադրողի կողմից ընտրված նյութը անկայուն էորակը, արտադրության գործընթացը անպատշաճ է, կամ նյութը պատշաճ կերպով չի չորացել, դա կարող է հանգեցնել արտադրանքի թույլ մասերի կոտրվածքի:

Ավտոմատի հետՕթիվ արդյունաբերության՝ թեթև և էկոլոգիապես մաքուր նյութերի նկատմամբ աճող պահանջարկը, արտասահմանյան ավտոմոբիլային արդյունաբերություններն ավելի շատ են հակված դեպի GMT (ապակե ներքնակի ջերմապլաստիկա) նյութեր՝ կառուցվածքային բաղադրիչների կարիքները բավարարելու համար: Սա հիմնականում պայմանավորված է GMT-ի գերազանց ամրությամբ, ձուլման կարճ ցիկլով, արտադրության բարձր արդյունավետությամբ, մշակման ցածր գնով և չաղտոտող բնույթով, ինչը այն դարձնում է 21-րդ դարի նյութերից մեկը: GMT-ը հիմնականում օգտագործվում է բազմաֆունկցիոնալ փակագծերի, վահանակի փակագծերի, նստատեղերի շրջանակների, շարժիչի պաշտպանիչների և մարդատար տրանսպորտային միջոցների մարտկոցների փակագծերի արտադրության մեջ: Օրինակ՝ FAW-Volkswagen-ի կողմից ներկայումս արտադրվող Audi A6-ը և A4-ն օգտագործում են GMT նյութեր, սակայն տեղայնացված արտադրության չեն հասել:

Բարելավել ավտոմեքենաների ընդհանուր որակը՝ միջազգային առաջադեմ մակարդակներին հասնելու և հասնելու համարՔաշի նվազեցում, թրթռումների նվազեցում և աղմուկի նվազեցում, ներքին ստորաբաժանումները հետազոտություն են անցկացրել GMT նյութերի արտադրության և արտադրանքի կաղապարման գործընթացների վերաբերյալ: Նրանք ունեն GMT նյութերի զանգվածային արտադրության կարողություն, և 3000 տոննա GMT նյութի տարեկան թողարկումով արտադրական գիծ է կառուցվել Ցզյանսուի Ցզյանգին քաղաքում: Հայրենական ավտոարտադրողները նույնպես օգտագործում են GMT նյութեր որոշ մոդելների նախագծման մեջ և սկսել են խմբաքանակի փորձնական արտադրությունը:

Թերթի ձևավորման միացությունը (SMC) կարևոր ապակե մանրաթելից ամրացված ջերմակայուն պլաստիկ է: Շնորհիվ իր գերազանց կատարողականի, լայնածավալ արտադրական կարողությունների և A կարգի մակերեսներ ձեռք բերելու ունակության, այն լայնորեն օգտագործվել է ավտոմեքենաներում: Ներկայումս դիմումըարտասահմանյան SMC նյութերը ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ նոր առաջընթաց են գրանցել: Ավտոմեքենաներում SMC-ի հիմնական օգտագործումը մարմնի վահանակներում է, որը կազմում է SMC-ի օգտագործման 70%-ը: Ամենաարագ աճը կառուցվածքային բաղադրիչների և փոխանցման դետալների մեջ է: Առաջիկա հինգ տարում ակնկալվում է, որ ավտոմեքենաների մեջ SMC-ի օգտագործումը կավելանա 22%-ով մինչև 71%, իսկ մյուս ճյուղերում աճը կկազմի 13%-35%:

Դիմումի կարգավիճակըs և զարգացման միտումները

1. Բարձր պարունակությամբ ապակե մանրաթելերի ամրացված թիթեղների համաձուլվածքը (SMC) ավելի ու ավելի է օգտագործվում ավտոմոբիլային կառուցվածքային բաղադրիչներում: Այն առաջին անգամ ցուցադրվել է երկու Ford մոդելների կառուցվածքային մասերում (Explorer and Ranger) 1995 թ.: Շնորհիվ իր բազմաֆունկցիոնալության, այն լայնորեն համարվում է առավելություններ կառուցվածքային նախագծման մեջ, ինչը հանգեցնում է դրա լայն կիրառմանը ավտոմոբիլային վահանակների, ղեկային համակարգերի, ռադիատորի համակարգերի և էլեկտրոնային սարքերի համակարգերում:

Ամերիկյան Budd ընկերության կողմից ձևավորված վերին և ստորին փակագծերը օգտագործում են կոմպոզիտային նյութ, որը պարունակում է 40% ապակե մանրաթել չհագեցած պոլիեսթերում: Այս երկու մասից բաղկացած առջևի կառույցը համապատասխանում է օգտագործողի պահանջներին, իսկ ստորին խցիկի առջևի ծայրը ձգվում է առաջ: Վերին բրԱկետը ամրացված է առջևի հովանոցի և առջևի մարմնի կառուցվածքի վրա, մինչդեռ ստորին ամրակը աշխատում է հովացման համակարգի հետ համատեղ: Այս երկու փակագծերը փոխկապակցված են և համագործակցում են մեքենայի հովանոցի և մարմնի կառուցվածքի հետ՝ կայունացնելու դիմացի ծայրը:

2. Ցածր խտության Sheet Molding Compound (SMC) նյութերի կիրառում. Ցածր խտության SMC-ն ունի հատուկ ծանրությունy 1.3-ից, իսկ գործնական կիրառություններն ու թեստերը ցույց են տվել, որ այն 30%-ով ավելի թեթև է, քան ստանդարտ SMC-ն, որն ունի 1.9 տեսակարար կշիռ: Այս ցածր խտության SMC-ի օգտագործումը կարող է նվազեցնել մասերի քաշը մոտ 45%-ով` համեմատած պողպատից պատրաստված նմանատիպ մասերի: ԱՄՆ-ի General Motors-ի Corvette '99 մոդելի բոլոր ներքին վահանակները և տանիքի նոր ինտերիերը պատրաստված են ցածր խտության SMC-ից: Բացի այդ, ցածր խտության SMC-ն օգտագործվում է նաև մեքենայի դռների, շարժիչի գլխարկների և բեռնախցիկի կափարիչների մեջ:

3. Ավտոմեքենաներում SMC-ի այլ կիրառությունները, վերը նշված նոր կիրառություններից դուրս, ներառում են vario-ի արտադրությունըմեզ այլ մասեր: Դրանք ներառում են խցիկի դռներ, փչովի տանիքներ, բամպերի կմախքներ, բեռների դռներ, արևապաշտպան երեսպատումներ, թափքի պանելներ, տանիքի դրենաժային խողովակներ, ավտոմեքենաների կողային ժապավեններ և բեռնատարների տուփեր, որոնց թվում ամենամեծ օգտագործումը դրսի մարմնի վահանակներում է: Ինչ վերաբերում է ներքին կիրառման կարգավիճակին, ապա Չինաստանում մարդատար ավտոմեքենաների արտադրության տեխնոլոգիայի ներդրմամբ, SMC-ն առաջին անգամ ընդունվեց մարդատար մեքենաներում, որոնք հիմնականում օգտագործվում էին պահեստային անվադողերի խցիկներում և բամպերի կմախքներում: Ներկայումս այն կիրառվում է նաև առևտրային տրանսպորտային միջոցներում այնպիսի մասերի համար, ինչպիսիք են հենարանների կափարիչի թիթեղները, ընդարձակման տանկերը, գծի արագության սեղմիչները, մեծ/փոքր միջնորմները, օդի ընդունման ծածկույթների հավաքները և այլն:

GFRP կոմպոզիտային նյութԱվտոմոբիլային Leaf Springs

Խեժի փոխանցման ձևավորման (RTM) մեթոդը ներառում է խեժը սեղմելով ապակե մանրաթելեր պարունակող փակ կաղապարի մեջ, որին հաջորդում է ամրացումը սենյակային ջերմաստիճանում կամ ջերմությամբ: Sheet Moldi-ի համեմատng Compound (SMC) մեթոդով RTM-ն առաջարկում է ավելի պարզ արտադրական սարքավորումներ, կաղապարի ավելի ցածր ծախսեր և արտադրանքի գերազանց ֆիզիկական հատկություններ, սակայն այն հարմար է միայն միջին և փոքրածավալ արտադրության համար: Ներկայումս արտասահմանում RTM մեթոդով արտադրված ավտոմոբիլային մասերը տարածվել են մարմնի ամբողջ ծածկույթների վրա: Ի հակադրություն, Չինաստանում, ավտոմոբիլային մասերի արտադրության RTM ձուլման տեխնոլոգիան դեռ մշակման և հետազոտության փուլում է՝ ձգտելով հասնել համանման արտասահմանյան արտադրանքի արտադրության մակարդակին՝ հումքի մեխանիկական հատկությունների, կարծրացման ժամանակի և պատրաստի արտադրանքի բնութագրերի առումով: RTM մեթոդով տեղական արտադրության մեջ մշակված և հետազոտված ավտոմոբիլային մասերը ներառում են դիմապակին, հետևի հետևի դարպասները, դիֆուզորները, տանիքները, բամպերները և Fukang մեքենաների հետևի բարձրացնող դռները:

Այնուամենայնիվ, ինչպես կարելի է ավելի արագ և արդյունավետ կիրառել RTM գործընթացը մեքենաների համար, պահանջվում էԱրտադրանքի կառուցվածքի համար նյութերի փոփոխությունները, նյութի կատարողականի մակարդակը, գնահատման չափանիշները և A կարգի մակերեսների ձեռքբերումը ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ մտահոգիչ խնդիրներ են: Սրանք նաև նախադրյալներն են ավտոմոբիլային մասերի արտադրության մեջ RTM-ի լայն տարածման համար:

Ինչու FRP

Ավտոմեքենաների արտադրողների տեսանկյունից FRP (Fiber Reinforced Plastics) համեմատած այլոց հետer Materials, շատ գրավիչ այլընտրանքային նյութ է: Որպես օրինակներ վերցնելով SMC/BMC (Sheet Molding Compound/Bulk Molding Compound).

* Քաշի խնայողություն
* Բաղադրիչների ինտեգրում
* Դիզայնի ճկունություն
* Զգալիորեն ցածր ներդրումներ
* Հեշտացնում է ալեհավաքային համակարգերի ինտեգրումը
* Չափային կայունություն (գծային ջերմային ընդլայնման ցածր գործակից, համեմատելի պողպատի հետ)
* Բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում պահպանում է բարձր մեխանիկական կատարում
Համատեղելի է E-coating-ի հետ (էլեկտրոնային ներկում)

Բեռնատարների վարորդները քաջ գիտակցում են, որ օդի դիմադրությունը, որը նաև հայտնի է որպես դիմադրություն, միշտ եղել է զգալի ահակառակորդ բեռնատարների համար. Բեռնատարների մեծ ճակատային տարածքը, բարձր շասսիները և քառակուսի ձևավորված կցորդները դրանք հատկապես ենթակա են օդային դիմադրության:

Հակադարձելու համարօդի դիմադրություն, որն անխուսափելիորեն մեծացնում է շարժիչի ծանրաբեռնվածությունը, որքան արագ է արագությունը, այնքան մեծ է դիմադրությունը: Օդի դիմադրության պատճառով ավելացած բեռը հանգեցնում է վառելիքի ավելի մեծ սպառման: Բեռնատարների կողմից քամու դիմադրությունը նվազեցնելու և վառելիքի սպառումը նվազեցնելու համար ինժեներները խելքահան են արել: Ի հավելումն սրահի աերոդինամիկ ձևավորման, ավելացվել են բազմաթիվ սարքեր՝ շրջանակի և կցանքի հետևի մասի օդի դիմադրությունը նվազեցնելու համար: Որո՞նք են այս սարքերը, որոնք նախատեսված են բեռնատարների քամու դիմադրությունը նվազեցնելու համար:

Տանիքի/կողային դեֆլեկտորներ

Տանիքը և կողային շեղիչները հիմնականում նախագծված են այնպես, որ քամին ուղղակիորեն չհարվածի քառակուսի ձևով բեռնարկղին, օդի մեծ մասը վերաուղղորդելով սահուն հոսելու կցանքի վերին և կողային մասերի վրայով և շուրջը, այլ ոչ թե ուղղակիորեն ազդելու կցամասի առջևի վրա: հետքer, ինչը զգալի դիմադրություն է առաջացնում: Պատշաճ անկյան տակ և բարձրության վրա կարգավորվող դեֆլեկտորները կարող են զգալիորեն նվազեցնել կցասայլի առաջացրած դիմադրությունը:

Մեքենայի կողային կիսաշրջազգեստներ

Մեքենայի կողային կիսաշրջազգեստները ծառայում են շասսիի կողքերը հարթելուն՝ այն անխափան կերպով ինտեգրելով մեքենայի մարմնի հետ: Նրանք ծածկում են այնպիսի տարրեր, ինչպիսիք են կողային տեղադրված գազի տանկերը և վառելիքի տանկերը, նվազեցնելով նրանց ճակատային տարածքը, որը ենթարկվում է քամու, այդպիսով հեշտացնելով օդի ավելի հարթ հոսքը՝ առանց տուրբուլենտություն ստեղծելու:

Ցածր դիրքով Bumper

Ներքև ձգվող բամպերը նվազեցնում է մեքենայի տակ ներթափանցող օդի հոսքը, որն օգնում է նվազեցնել շասսիի և շասսիի միջև շփման արդյունքում առաջացած դիմադրությունը:օդ. Բացի այդ, ուղեցույցի անցքերով որոշ բամպերներ ոչ միայն նվազեցնում են քամու դիմադրությունը, այլև օդի հոսքը ուղղորդում են դեպի արգելակային թմբուկները կամ արգելակային սկավառակները՝ նպաստելով մեքենայի արգելակման համակարգի սառեցմանը:

Բեռների տուփի կողային դեֆլեկտորներ

Բեռների տուփի կողքերի շեղիչները ծածկում են անիվների մի մասը և նվազեցնում բեռնախցիկի և գետնի միջև հեռավորությունը: Այս դիզայնը նվազեցնում է օդի հոսքը, որը մտնում է մեքենայի տակ գտնվող կողմերից: Քանի որ նրանք ծածկում են անիվների մի մասը, դրանք շեղվում ենԿտորները նաև նվազեցնում են անվադողերի և օդի փոխազդեցության հետևանքով առաջացած տուրբուլենտությունը:

Հետևի դեֆլեկտոր

Նախատեսված է խանգարելու համարեթե օդը պտտվում է հետևի մասում, այն հեշտացնում է օդի հոսքը՝ դրանով իսկ նվազեցնելով աերոդինամիկ դիմադրությունը:

Այսպիսով, ի՞նչ նյութեր են օգտագործվում բեռնատարների շեղիչները և ծածկոցները պատրաստելու համար: Այն, ինչ ես հավաքել եմ, բարձր մրցակցային շուկայում, ապակեպլաստե ապակեպլաստե (նաև հայտնի է որպես ապակե ամրացված պլաստիկ կամ GRP) նախընտրելի է իր թեթևության, բարձր ամրության, կոռոզիայից դիմադրության և ռ.ճկունություն, ի թիվս այլ հատկությունների:

Ապակեպլաստե ապակեպլաստե կոմպոզիտային նյութ է, որն օգտագործում է ապակե մանրաթելեր և դրանց արտադրանքները (ինչպես ապակե մանրաթելից կտոր, խսիր, մանվածք և այլն) որպես ամրացում, իսկ սինթետիկ խեժը ծառայում է որպես մատրիցային նյութ:

Ապակեպլաստե դեֆլեկտորներ/ծածկոցներ

Եվրոպան սկսեց օգտագործել ապակեպլաստե ապակեպլաստե ավտոմեքենաներ արդեն 1955 թվականին՝ STM-II մոդելի մարմինների փորձարկումներով: 1970 թվականին Ճապոնիան օգտագործեց ապակեպլաստե ապակեպլաստե մեքենաների անիվների համար դեկորատիվ ծածկոցներ արտադրելու համար, իսկ 1971 թվականին Suzuki-ն ապակեպլաստեից պատրաստեց շարժիչի ծածկոցներ և թևեր: 1950-ականներին Մեծ Բրիտանիան սկսեց օգտագործել ապակեպլաստե ապակեպլաստե ապակեպլաստե՝ փոխարինելով նախկին պողպատե փայտից պատրաստված կոմպոզիտային խցիկները, ինչպես օրինակ For-ում:d S21 և եռանիվ մեքենաներ, որոնք բոլորովին նոր և պակաս կոշտ ոճ բերեցին այդ դարաշրջանի մեքենաներին:

Տնային պայմաններում Չինաստանում որոշ մարտադրողները լայնածավալ աշխատանք են կատարել ապակեպլաստե մեքենաների թափքի մշակման ուղղությամբ: Օրինակ, FAW-ը բավականին վաղ հաջողությամբ մշակել է ապակեպլաստե շարժիչի ծածկոցներ և հարթ քթով, վերևի վերևում գտնվող խցիկներ: Ներկայումս Չինաստանում միջին և ծանր բեռնատարներում ապակեպլաստե արտադրանքի օգտագործումը բավականին տարածված է, ներառյալ երկար քթով շարժիչը:ծածկոցներ, բամպերներ, առջևի ծածկոցներ, խցիկի տանիքի ծածկոցներ, կողային կիսաշրջազգեստներ և դեֆլեկտորներ: Դեֆլեկտորների հայտնի հայրենական արտադրող Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd.-ն դա է օրինակ: Նույնիսկ որոշ շքեղ մեծ ննջասենյակներ հիացած ամերիկյան երկարաքիթ բեռնատարներում պատրաստված են ապակեպլաստեից:

Թեթև, բարձր ամրություն, կոռոզիոն-դիմացկուն է, լայնորեն կիրառվում է տրանսպորտային միջոցներում

Իր ցածր գնով, կարճ արտադրության ցիկլով և դիզայնի ուժեղ ճկունությամբ, ապակեպլաստե նյութերը լայնորեն օգտագործվում են բեռնատարների արտադրության բազմաթիվ ասպեկտներում: Օրինակ, մի քանի տարի առաջ կենցաղային բեռնատարներն ունեին միապաղաղ և կոշտ դիզայն, իսկ արտաքինի անհատականացված ձևավորումը հազվադեպ էր: Ներքին ավտոճանապարհների արագ զարգացմամբ, որըh մեծապես խթանել է երկարատև փոխադրումները, ամբողջական պողպատից խցիկի անհատական ​​արտաքին տեսքի ձևավորման դժվարությունը, կաղապարների նախագծման բարձր ծախսերը, ինչպես նաև բազմաֆունկցիոնալ եռակցված կառույցներում ժանգը և արտահոսքը ստիպել են շատ արտադրողների ընտրել ապակեպլաստե սալոնի տանիքի ծածկույթների համար:

Ներկայումս շատ բեռնատարներ օգտագործում են fiառջևի ծածկոցների և բամպերների համար բրիգլասի նյութեր:

Ապակեպլաստե ապակեպլաստեը բնութագրվում է իր թեթև և բարձր ամրությամբ, որի խտությունը տատանվում է 1,5-ից 2,0-ի միջև: Սա ածխածնային պողպատի խտության միայն քառորդից հինգերորդն է և նույնիսկ ավելի ցածր, քան ալյումինինը: 08F պողպատի համեմատ, 2,5 մմ հաստությամբ ապակեպլաստե ապակեպլաստե ունիամրությունը համարժեք է 1 մմ հաստությամբ պողպատին: Բացի այդ, ապակեպլաստե ապակեպատումը կարող է ճկուն ձևավորվել ըստ կարիքների՝ առաջարկելով ավելի լավ ընդհանուր ամբողջականություն և գերազանց արտադրություն: Այն թույլ է տալիս ձուլման գործընթացների ճկուն ընտրություն կատարել՝ հիմնված արտադրանքի ձևի, նպատակի և քանակի վրա: Ձուլման գործընթացը պարզ է, հաճախ պահանջում է միայն մեկ քայլ, և նյութը լավ կոռոզիոն դիմադրություն ունի: Այն կարող է դիմակայել մթնոլորտային պայմաններին, ջրին և թթուների, հիմքերի և աղերի ընդհանուր կոնցենտրացիաներին: Հետևաբար, շատ բեռնատարներ ներկայումս օգտագործում են ապակեպլաստե նյութեր առջևի բամպերի, առջևի ծածկերի, կողային փեշերի և դեֆլեկտորների համար: