Zu den in Automobilen verwendeten nichtmetallischen Materialien gehören Kunststoffe, Gummi, Klebedichtungen, Reibmaterialien, Textilien, Glas und andere Materialien. Diese Materialien betreffen verschiedene Industriezweige wie Petrochemie, Leichtindustrie, Textilien und Baustoffe. Daher ist die Verwendung nichtmetallischer Materialien in Automobilen ein Spiegelbild derEs vereint wirtschaftliche und technologische Stärke und verfügt außerdem über ein breites Spektrum an Technologieentwicklungs- und Anwendungskapazitäten in verwandten Branchen.
Derzeit ist die GlasfaserZu den in Automobilen eingesetzten Verbundwerkstoffen zählen glasfaserverstärkte Thermoplaste (QFRTP), glasfasermattenverstärkte Thermoplaste (GMT), Sheet Molding Compounds (SMC), Resin Transfer Molding Materials (RTM) und handgelegte FRP-Produkte.
Die HauptglasfaserverstärkungZu den derzeit in Automobilen verwendeten Kunststoffen zählen glasfaserverstärktes Polypropylen (PP), glasfaserverstärktes Polyamid 66 (PA66) oder PA6 und in geringerem Maße PBT- und PPO-Materialien.
Verstärkte PP-Produkte (Polypropylen) zeichnen sich durch hohe Steifigkeit und Zähigkeit aus, und ihre mechanischen Eigenschaften können um ein Vielfaches verbessert werden. Verstärktes PP wird in Bereichen eingesetzt,In Büromöbeln, etwa in Kinderstühlen mit hoher Rückenlehne und Bürostühlen, wird es auch in Axial- und Radialventilatoren in Kühlgeräten wie Kühlschränken und Klimaanlagen verwendet.
Verstärkte PA-Werkstoffe (Polyamid) werden bereits in Personen- und Nutzfahrzeugen eingesetzt, typischerweise zur Herstellung kleiner Funktionsteile. Beispiele hierfür sind Schutzabdeckungen für Schlosskörper, Versicherungskeile, eingebettete Muttern, Gaspedale, Schalthebelschutzvorrichtungen und Öffnungsgriffe. Wenn das vom Teilehersteller gewählte Material instabil istWenn die Qualität stimmt, der Herstellungsprozess ungeeignet ist oder das Material nicht richtig getrocknet ist, kann es zum Bruch schwacher Teile im Produkt kommen.
Mit der automatischenAufgrund der steigenden Nachfrage der Automobilindustrie nach leichten und umweltfreundlichen Materialien setzen ausländische Automobilhersteller verstärkt auf GMT (Glasmattenthermoplaste), um den Bedarf an Strukturkomponenten zu decken. Dies liegt vor allem an der hervorragenden Zähigkeit, den kurzen Formzyklen, der hohen Produktionseffizienz, den niedrigen Verarbeitungskosten und der Umweltfreundlichkeit von GMT, die es zu einem der Werkstoffe des 21. Jahrhunderts machen. GMT wird vor allem bei der Herstellung von Multifunktionshalterungen, Armaturenbretthalterungen, Sitzrahmen, Motorschutzbügeln und Batteriehalterungen in Personenkraftwagen eingesetzt. Beispielsweise werden die aktuell von FAW-Volkswagen produzierten Audi A6 und A4 mit GMT-Materialien gefertigt, eine lokale Produktion ist jedoch noch nicht erreicht.
Um die Gesamtqualität der Automobile zu verbessern, um mit internationalen fortgeschrittenen Niveaus Schritt zu halten, und zu erreichenUm Gewichts-, Vibrations- und Geräuschreduzierung zu erreichen, haben inländische Unternehmen die Herstellungs- und Produktformungsverfahren von GMT-Materialien erforscht. Sie verfügen über die Kapazitäten zur Massenproduktion von GMT-Materialien, und in Jiangyin, Jiangsu, wurde eine Produktionslinie mit einer Jahresproduktion von 3000 Tonnen GMT-Material errichtet. Auch inländische Automobilhersteller verwenden GMT-Materialien bei der Konstruktion einiger Modelle und haben mit der Serienproduktion begonnen.
Sheet Molding Compound (SMC) ist ein wichtiger glasfaserverstärkter Duroplast. Aufgrund seiner hervorragenden Leistung, der Möglichkeit zur Großserienproduktion und der Fähigkeit, erstklassige Oberflächen zu erzielen, wird es häufig im Automobilbau eingesetzt. Derzeit ist die Anwendung vonDer Einsatz ausländischer SMC-Materialien in der Automobilindustrie hat neue Fortschritte erzielt. SMC wird vor allem in Karosserieteilen eingesetzt und macht 70 % des gesamten SMC-Verbrauchs aus. Das schnellste Wachstum ist bei Strukturbauteilen und Getriebeteilen zu verzeichnen. In den nächsten fünf Jahren wird der Einsatz von SMC im Automobilbereich voraussichtlich um 22 bis 71 % steigen, während in anderen Branchen ein Wachstum von 13 bis 35 % erwartet wird.
Bewerbungsstatuss und Entwicklungstrends
1. Glasfaserverstärkte Sheet Molding Compounds (SMC) mit hohem Glasfaseranteil werden zunehmend in Strukturbauteilen von Automobilen eingesetzt. Die erste Anwendung fand in Strukturbauteilen zweier Ford-Modelle (Explorer und Ranger) im Jahr 1995. Aufgrund seiner Multifunktionalität wird allgemein angenommen, dass es Vorteile im Strukturdesign bietet, was zu seiner weit verbreiteten Anwendung in Armaturenbrettern, Lenksystemen, Kühlersystemen und elektronischen Gerätesystemen von Autos führt.
Die oberen und unteren Halterungen der amerikanischen Firma Budd bestehen aus einem Verbundwerkstoff mit 40 % Glasfasern in ungesättigtem Polyester. Diese zweiteilige Frontstruktur erfüllt die Anforderungen der Benutzer, wobei sich die Vorderseite der unteren Kabine nach vorne erstreckt. Die obere HalterungDie Halterung ist an der Fronthaube und der vorderen Karosseriestruktur befestigt, während die untere Halterung mit dem Kühlsystem zusammenarbeitet. Diese beiden Halterungen sind miteinander verbunden und stabilisieren gemeinsam mit der Fronthaube und der Karosseriestruktur die Frontpartie.
2. Die Anwendung von Sheet Molding Compound (SMC)-Materialien mit niedriger Dichte: SMC mit niedriger Dichte hat ein spezifisches Gewichty von 1,3. Praktische Anwendungen und Tests haben gezeigt, dass es 30 % leichter ist als Standard-SMC mit einer Dichte von 1,9. Durch die Verwendung dieses SMC mit geringer Dichte kann das Gewicht von Bauteilen im Vergleich zu ähnlichen Stahlteilen um etwa 45 % reduziert werden. Alle Innenverkleidungen und die neue Dachverkleidung der Corvette '99 von General Motors in den USA bestehen aus SMC mit geringer Dichte. Darüber hinaus wird SMC mit geringer Dichte auch in Autotüren, Motorhauben und Kofferraumdeckeln verwendet.
3. Weitere Anwendungen von SMC in Automobilen, über die zuvor genannten neuen Anwendungen hinaus, umfassen die Herstellung von VarioWeitere Teile werden in den USA hergestellt. Dazu gehören Fahrerhaustüren, aufblasbare Dächer, Stoßfängerrahmen, Laderaumtüren, Sonnenblenden, Karosserieteile, Dachablaufrohre, Seitenleisten von Fahrzeughallen und LKW-Ladeflächen, wobei der größte Anteil davon für Karosserieteile verwendet wird. Was die Anwendung im Inland betrifft, so wurde SMC mit der Einführung der Pkw-Produktionstechnologie in China erstmals in Personenkraftwagen eingesetzt, hauptsächlich in Reserveradfächern und Stoßfängerrahmen. Derzeit wird es auch in Nutzfahrzeugen für Teile wie Federbeinraumabdeckungen, Ausgleichsbehälter, Bandgeschwindigkeitsklemmen, große/kleine Trennwände, Luftansauggehäuse und mehr verwendet.
GFK-VerbundwerkstoffBlattfedern für Kraftfahrzeuge
Beim Resin Transfer Molding (RTM)-Verfahren wird Harz in eine geschlossene Form mit Glasfasern gepresst und anschließend bei Raumtemperatur oder mit Wärme ausgehärtet. Im Vergleich zum Sheet MoldingIm Gegensatz zum SMC-Verfahren (ng Compound) bietet RTM einfachere Produktionsanlagen, geringere Formkosten und hervorragende physikalische Eigenschaften der Produkte, eignet sich jedoch nur für die Produktion mittlerer und kleiner Stückzahlen. Derzeit werden im Ausland mit dem RTM-Verfahren hergestellte Autoteile bereits für Vollkarosserieverkleidungen hergestellt. In China hingegen befindet sich die RTM-Formtechnologie zur Herstellung von Autoteilen noch in der Entwicklungs- und Forschungsphase. Ziel ist es, hinsichtlich mechanischer Eigenschaften der Rohstoffe, Aushärtezeit und Spezifikationen des fertigen Produkts das Produktionsniveau ähnlicher ausländischer Produkte zu erreichen. Zu den im Inland mit dem RTM-Verfahren entwickelten und erforschten Autoteilen gehören Windschutzscheiben, Heckklappen, Diffusoren, Dächer, Stoßfänger und Heckklappen für Fukang-Autos.
Wie man jedoch den RTM-Prozess schneller und effektiver auf Automobile anwenden kann, ist die VoraussetzungDie Materialauswahl für die Produktstruktur, das Materialleistungsniveau, die Bewertungsstandards und das Erreichen erstklassiger Oberflächen sind wichtige Themen in der Automobilindustrie. Dies sind auch die Voraussetzungen für die breite Einführung von RTM in der Herstellung von Automobilteilen.
Warum FRP
Aus Sicht der Automobilhersteller sind FRP (faserverstärkte Kunststoffe) im Vergleich zu anderener-Materialien, ist ein sehr attraktives Alternativmaterial. Am Beispiel von SMC/BMC (Sheet Molding Compound/Bulk Molding Compound) sehen wir:
* Gewichtsersparnis
* Komponentenintegration
* Designflexibilität
* Deutlich geringere Investitionen
* Erleichtert die Integration von Antennensystemen
* Dimensionsstabilität (niedriger linearer Wärmeausdehnungskoeffizient, vergleichbar mit Stahl)
* Behält die hohe mechanische Leistung unter Hochtemperaturbedingungen bei
Kompatibel mit E-Coating (elektronische Lackierung)
Lkw-Fahrer sind sich bewusst, dass der Luftwiderstand, auch bekannt als Drag, schon immer ein bedeutender aGegner für Lkw. Die große Stirnfläche von Lkw, das hohe Fahrgestell und die eckigen Anhänger machen sie besonders anfällig für den Luftwiderstand.
GegensteuernDer Luftwiderstand erhöht zwangsläufig die Motorlast. Je höher die Geschwindigkeit, desto größer der Widerstand. Die erhöhte Belastung durch den Luftwiderstand führt zu einem höheren Kraftstoffverbrauch. Um den Luftwiderstand von Lkw zu verringern und dadurch den Kraftstoffverbrauch zu senken, haben sich Ingenieure den Kopf zerbrochen. Neben aerodynamischen Designs für die Kabine wurden zahlreiche Vorrichtungen zur Reduzierung des Luftwiderstands am Rahmen und am Heck des Anhängers angebracht. Welche Vorrichtungen dienen zur Reduzierung des Luftwiderstands von Lkw?
Dach-/Seitenabweiser
Die Dach- und Seitenabweiser sind in erster Linie dafür konzipiert, den Wind daran zu hindern, direkt auf die quadratische Ladefläche zu treffen. Sie lenken den Großteil der Luft so um, dass sie gleichmäßig über und um die oberen und seitlichen Teile des Anhängers strömt, anstatt direkt auf die Vorderseite des Anhängers zu treffen.er, was einen erheblichen Widerstand verursacht. Richtig abgewinkelte und höhenverstellbare Deflektoren können den durch den Anhänger verursachten Widerstand erheblich reduzieren.
Auto-Seitenschweller
Seitenschweller an einem Fahrzeug glätten die Seiten des Fahrgestells und integrieren es nahtlos in die Karosserie. Sie decken Elemente wie seitlich montierte Benzin- und Kraftstofftanks ab und reduzieren so deren Frontfläche, die dem Wind ausgesetzt ist. Dies ermöglicht einen gleichmäßigeren Luftstrom ohne Turbulenzen.
Niedrig positionierter Bumper
Der nach unten verlängerte Stoßfänger verringert den Luftstrom, der unter das Fahrzeug gelangt, und trägt so dazu bei, den durch die Reibung zwischen dem Fahrgestell und demLuft. Darüber hinaus verringern einige Stoßfänger mit Führungslöchern nicht nur den Luftwiderstand, sondern leiten auch den Luftstrom in Richtung der Bremstrommeln oder Bremsscheiben und tragen so zur Kühlung des Bremssystems des Fahrzeugs bei.
Seitliche Laderaumabweiser
Die Deflektoren an den Seiten der Ladefläche decken einen Teil der Räder ab und verringern den Abstand zwischen Laderaum und Boden. Diese Konstruktion verringert den seitlichen Luftstrom unter dem Fahrzeug. Da sie einen Teil der Räder abdecken, lenken sieDarüber hinaus reduzieren die Sensoren die Turbulenzen, die durch die Wechselwirkung zwischen den Reifen und der Luft entstehen.
Heckdeflektor
Entwickelt, um zu störenDurch die Luftwirbel am Heck wird der Luftstrom optimiert und der Luftwiderstand verringert.
Welche Materialien werden also für die Herstellung von Deflektoren und Abdeckungen an LKWs verwendet? Soweit ich weiß, wird Fiberglas (auch bekannt als glasfaserverstärkter Kunststoff oder GFK) auf dem hart umkämpften Markt aufgrund seines geringen Gewichts, seiner hohen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und r bevorzugt.Zuverlässigkeit und andere Eigenschaften.
Fiberglas ist ein Verbundwerkstoff, der Glasfasern und deren Produkte (wie Glasfasergewebe, -matten, -garn usw.) zur Verstärkung verwendet, wobei Kunstharz als Matrixmaterial dient.
Fiberglas-Deflektoren/Abdeckungen
Europa begann bereits 1955 mit dem Einsatz von Fiberglas in Automobilen, mit Versuchen an Karosserien des STM-II-Modells. 1970 verwendete Japan Fiberglas zur Herstellung dekorativer Abdeckungen für Autoräder, und 1971 fertigte Suzuki Motorabdeckungen und Kotflügel aus Fiberglas. In den 1950er Jahren begann Großbritannien mit der Verwendung von Fiberglas und ersetzte damit die bisherigen Stahl-Holz-Verbundkabinen, wie sie beispielsweise im Ford S21 und Dreiradwagen, die den Fahrzeugen dieser Ära einen völlig neuen und weniger starren Stil verliehen.
Im Inland in China, einige mHersteller haben umfangreiche Arbeit in die Entwicklung von Glasfaser-Karosserien investiert. So entwickelte FAW beispielsweise schon früh erfolgreich Glasfaser-Motorabdeckungen und flache, klappbare Kabinen. Derzeit ist der Einsatz von Glasfaserprodukten in mittelschweren und schweren Lkw in China weit verbreitet, darunter auch Langhauber-Motoren.Abdeckungen, Stoßfänger, Frontabdeckungen, Kabinendächer, Seitenschweller und Windabweiser. Ein bekannter inländischer Hersteller von Windabweisern, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., ist ein Beispiel dafür. Sogar einige der luxuriösen Schlafkabinen in beliebten amerikanischen Langhauber-Trucks bestehen aus Fiberglas.
Leicht, hochfest, korrosionsbeständig-beständig, weit verbreitet in Fahrzeugen
Aufgrund der niedrigen Kosten, der kurzen Produktionszyklen und der hohen Designflexibilität werden Glasfasermaterialien in vielen Bereichen des Lkw-Baus eingesetzt. Beispielsweise hatten inländische Lkw vor einigen Jahren ein monotones und starres Design, individuelles Außendesign war unüblich. Mit der rasanten Entwicklung der inländischen Autobahnen, dieDer Langstreckentransport wurde stark gefördert, die Schwierigkeit, individuelle Kabinenerscheinungen aus Vollstahl zu gestalten, die hohen Kosten für die Formenkonstruktion und Probleme wie Rost und Lecks in mehrteiligen Schweißkonstruktionen führten dazu, dass sich viele Hersteller für Fiberglas für Kabinendächer entschieden.
Derzeit verwenden viele LKWs fiBerglas-Materialien für Frontabdeckungen und Stoßfänger.
Fiberglas zeichnet sich durch sein geringes Gewicht und seine hohe Festigkeit aus. Die Dichte liegt zwischen 1,5 und 2,0. Dies entspricht nur etwa einem Viertel bis einem Fünftel der Dichte von Kohlenstoffstahl und sogar weniger als die von Aluminium. Im Vergleich zu 08F-Stahl hat ein 2,5 mm dickes Fiberglas eineDie Festigkeit entspricht der von 1 mm dickem Stahl. Darüber hinaus lässt sich Fiberglas flexibel nach Bedarf gestalten und bietet so eine bessere Gesamtintegrität und hervorragende Herstellbarkeit. Es ermöglicht eine flexible Auswahl an Formverfahren je nach Form, Zweck und Menge des Produkts. Der Formprozess ist einfach, erfordert oft nur einen einzigen Schritt, und das Material weist eine gute Korrosionsbeständigkeit auf. Es ist beständig gegen Witterungseinflüsse, Wasser sowie gängige Konzentrationen von Säuren, Basen und Salzen. Daher werden Fiberglasmaterialien heute in vielen Lkw für Frontstoßstangen, Frontabdeckungen, Seitenschweller und Deflektoren verwendet.
Beitragszeit: 02.01.2024
