Zu den nichtmetallischen Materialien, die in Automobilen verwendet werden, gehören Kunststoffe, Gummi, Klebedichtstoffe, Reibungsmaterialien, Stoffe, Glas und andere Materialien. Diese Materialien betreffen verschiedene Industriezweige wie Petrochemie, Leichtindustrie, Textilien und Baustoffe. Daher ist der Einsatz nichtmetallischer Materialien in Automobilen ein Spiegelbild der CoEs vereint wirtschaftliche und technologische Stärke und umfasst außerdem ein breites Spektrum an Technologieentwicklungs- und Anwendungsfähigkeiten in verwandten Branchen.
Derzeit ist die Glasfaser ZügelZu den in Automobilen verwendeten forcierten Verbundwerkstoffen gehören glasfaserverstärkte Thermoplaste (QFRTP), glasfasermattenverstärkte Thermoplaste (GMT), Sheet Moulding Compounds (SMC), Resin Transfer Moulding Materialien (RTM) und handgelegte FRP-Produkte.
Die wichtigste GlasfaserverstärkungBei den derzeit in Automobilen verwendeten Kunststoffen handelt es sich um glasfaserverstärktes Polypropylen (PP), glasfaserverstärktes Polyamid 66 (PA66) oder PA6 und in geringerem Maße um PBT- und PPO-Materialien.
Verstärkte PP-Produkte (Polypropylen) weisen eine hohe Steifigkeit und Zähigkeit auf und ihre mechanischen Eigenschaften können um ein Vielfaches, sogar um ein Vielfaches, verbessert werden. Verstärktes PP wird in Bereichen wie zB. Büromöbel, etwa in Form von Kinderhochlehnern und Bürostühlen; Es wird auch in Axial- und Radialventilatoren in Kühlgeräten wie Kühlschränken und Klimaanlagen verwendet.
Verstärkte PA-Materialien (Polyamid) werden bereits sowohl in Pkw als auch in Nutzfahrzeugen eingesetzt, typischerweise zur Herstellung kleiner Funktionsteile. Beispiele hierfür sind Schutzabdeckungen für Schlosskörper, Sicherheitskeile, eingebettete Muttern, Gaspedale, Schaltschützer und Öffnungsgriffe. Wenn das vom Teilehersteller gewählte Material instabil istWenn die Qualität beeinträchtigt ist, der Herstellungsprozess ungeeignet ist oder das Material nicht richtig getrocknet ist, kann es zum Bruch schwacher Teile im Produkt kommen.
Mit der automAufgrund der steigenden Nachfrage der Automobilindustrie nach leichten und umweltfreundlichen Materialien tendieren ausländische Automobilindustrien zunehmend dazu, GMT-Materialien (Glasmatten-Thermoplaste) zu verwenden, um die Anforderungen von Strukturbauteilen zu erfüllen. Dies ist vor allem auf die hervorragende Zähigkeit, den kurzen Formzyklus, die hohe Produktionseffizienz, die niedrigen Verarbeitungskosten und die Umweltfreundlichkeit von GMT zurückzuführen, die es zu einem der Materialien des 21. Jahrhunderts machen. GMT wird vor allem bei der Herstellung von Multifunktionshalterungen, Armaturenbretthalterungen, Sitzrahmen, Motorschutzbügeln und Batteriehalterungen in Personenkraftwagen eingesetzt. Beispielsweise verwenden die derzeit von FAW-Volkswagen produzierten Audi A6 und A4 GMT-Materialien, haben jedoch keine lokale Produktion erreicht.
Verbesserung der Gesamtqualität von Automobilen, um mit dem internationalen Spitzenniveau Schritt zu halten und zu erreichenZur Gewichtsreduzierung, Vibrationsreduzierung und Geräuschreduzierung haben Haushaltseinheiten Untersuchungen zu den Produktions- und Produktformprozessen von GMT-Materialien durchgeführt. Sie verfügen über die Kapazität zur Massenproduktion von GMT-Materialien und in Jiangyin, Jiangsu, wurde eine Produktionslinie mit einer Jahresproduktion von 3000 Tonnen GMT-Material gebaut. Inländische Automobilhersteller verwenden bei der Konstruktion einiger Modelle auch GMT-Materialien und haben mit der Serienproduktion begonnen.
Sheet Moulding Compound (SMC) ist ein wichtiger glasfaserverstärkter duroplastischer Kunststoff. Aufgrund seiner hervorragenden Leistung, der Fähigkeit zur Großserienproduktion und der Fähigkeit, Oberflächen der Güteklasse A zu erzielen, wird es häufig in Automobilen eingesetzt. Derzeit ist die Anwendung vonAusländische SMC-Materialien in der Automobilindustrie haben neue Fortschritte gemacht. Der Haupteinsatzbereich von SMC in Automobilen sind Karosserieteile, auf die 70 % des SMC-Verbrauchs entfallen. Das stärkste Wachstum gibt es bei Strukturbauteilen und Getriebeteilen. In den nächsten fünf Jahren soll der Einsatz von SMC in Automobilen um 22 bis 71 Prozent zunehmen, während in anderen Branchen das Wachstum bei 13 bis 35 Prozent liegen wird.
Bewerbungsstatuss und Entwicklungstrends
1. Glasfaserverstärkte Sheet Moulding Compounds (SMC) mit hohem Anteil werden zunehmend in Automobilstrukturbauteilen eingesetzt. Es wurde erstmals in Strukturteilen an zwei Ford-Modellen demonstriert (Explorer und Ranger) im Jahr 1995. Aufgrund seiner Multifunktionalität wird allgemein davon ausgegangen, dass es Vorteile im strukturellen Design bietet, was zu seiner breiten Anwendung in Automobil-Armaturenbrettern, Lenksystemen, Kühlersystemen und elektronischen Gerätesystemen führt.
Die von der amerikanischen Firma Budd geformten oberen und unteren Brackets bestehen aus einem Verbundmaterial mit 40 % Glasfasern in ungesättigtem Polyester. Diese zweiteilige Front-End-Struktur entspricht den Anforderungen der Benutzer, wobei sich das vordere Ende der unteren Kabine nach vorne erstreckt. Der obere BrDie 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 wirken mit der Kabinenhaube und der Karosseriestruktur zusammen, um die Frontpartie zu stabilisieren.
2. Die Anwendung von SMC-Materialien (Sheet Moulding Compound) mit niedriger Dichte: SMC mit niedriger Dichte hat eine spezifische Dichtey von 1,3, und praktische Anwendungen und Tests haben gezeigt, dass es 30 % leichter ist als Standard-SMC, das ein spezifisches Gewicht von 1,9 hat. Durch die Verwendung dieses SMC mit geringer Dichte kann das Gewicht von Teilen im Vergleich zu ähnlichen Teilen aus Stahl um etwa 45 % reduziert werden. Alle Innenverkleidungen und neuen Dachinnenräume des Corvette-Modells '99 von General Motors in den USA bestehen aus SMC mit niedriger Dichte. Darüber hinaus wird SMC mit niedriger Dichte auch in Autotüren, Motorhauben und Kofferraumdeckeln verwendet.
3. Zu den weiteren Anwendungen von SMC im Automobilbereich, die über die zuvor erwähnten neuen Verwendungszwecke hinausgehen, gehört die Herstellung von Vario-Fahrzeugenuns andere teile. Dazu gehören Fahrerhaustüren, aufblasbare Dächer, Stoßstangengerüste, Frachttüren, Sonnenblenden, Karosserieteile, Dachentwässerungsrohre, Seitenstreifen für Autoschuppen und LKW-Boxen, von denen die größte Verwendung in Außenkarosserieteilen liegt. Was den inländischen Anwendungsstatus betrifft, so wurde SMC mit der Einführung der Pkw-Produktionstechnologie in China erstmals in Pkw eingesetzt und hauptsächlich in Reserveradfächern und Stoßstangengerüsten verwendet. Derzeit wird es auch in Nutzfahrzeugen für Teile wie Abdeckplatten für Federbeine, Ausgleichsbehälter, Leitungsgeschwindigkeitsklemmen, große/kleine Trennwände, Lufteinlassverkleidungsbaugruppen und mehr eingesetzt.
GFK-VerbundmaterialBlattfedern für Kraftfahrzeuge
Beim Resin Transfer Molding (RTM)-Verfahren wird Harz in eine geschlossene Form mit Glasfasern gepresst und anschließend bei Raumtemperatur oder mit Hitze ausgehärtet. Im Vergleich zum Sheet Molding Compound (SMC)-Methode bietet RTM einfachere Produktionsanlagen, niedrigere Formkosten und hervorragende physikalische Eigenschaften der Produkte, ist jedoch nur für die Produktion mittlerer und kleinerer Mengen geeignet. Derzeit werden im Ausland im RTM-Verfahren hergestellte Automobilteile auf Ganzkörperverkleidungen ausgeweitet. Im Inland hingegen befindet sich die RTM-Formtechnologie zur Herstellung von Automobilteilen noch in der Entwicklungs- und Forschungsphase. Ziel ist es, hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften des Rohmaterials, der Aushärtezeit und der Spezifikationen des fertigen Produkts das Produktionsniveau ähnlicher ausländischer Produkte zu erreichen. Zu den im Inland mithilfe der RTM-Methode entwickelten und erforschten Automobilteilen gehören Windschutzscheiben, Heckklappen, Diffusoren, Dächer, Stoßstangen und Heckhebetüren für Fukang-Autos.
Wie sich das RTM-Verfahren jedoch schneller und effektiver auf Automobile anwenden lässt, ist die AnforderungAnforderungen an Materialien für die Produktstruktur, das Niveau der Materialleistung, Bewertungsstandards und die Erzielung von Oberflächen der Güteklasse A sind in der Automobilindustrie wichtige Themen. Dies sind auch die Voraussetzungen für den flächendeckenden Einsatz von RTM in der Automobilteilefertigung.
Warum FRP
Aus Sicht der Automobilhersteller sind FRP (Faserverstärkte Kunststoffe) im Vergleich zu anderenäh Materialien, ist ein sehr attraktives Alternativmaterial. Am Beispiel von SMC/BMC (Sheet Moulding Compound/Bulk Moulding Compound):
* Gewichtsersparnis
* Komponentenintegration
* Designflexibilität
* Deutlich geringere Investition
* Erleichtert die Integration von Antennensystemen
* Dimensionsstabilität (geringer linearer Wärmeausdehnungskoeffizient, vergleichbar mit Stahl)
* Behält eine hohe mechanische Leistung unter Hochtemperaturbedingungen bei
Kompatibel mit E-Coating (elektronische Lackierung)
Lkw-Fahrer sind sich bewusst, dass der Luftwiderstand, auch Luftwiderstand genannt, schon immer ein wesentlicher Faktor warGegner für LKW. Die große Frontfläche von Lkw, das hohe Fahrgestell und die quadratisch geformten Anhänger machen sie besonders anfällig für den Luftwiderstand.
GegensteuernLuftwiderstand, der zwangsläufig die Belastung des Motors erhöht, je höher die Geschwindigkeit, desto größer der Widerstand. Die erhöhte Belastung durch den Luftwiderstand führt zu einem höheren Kraftstoffverbrauch. Um den Windwiderstand von Lkw zu verringern und damit den Kraftstoffverbrauch zu senken, haben sich Ingenieure den Kopf zerbrochen. Neben aerodynamischen Designs für die Kabine wurden zahlreiche Vorrichtungen hinzugefügt, um den Luftwiderstand am Rahmen und im hinteren Teil des Anhängers zu verringern. Welche Vorrichtungen dienen zur Reduzierung des Windwiderstands auf Lastkraftwagen?
Dach-/Seitenabweiser
Die Dach- und Seitenabweiser sollen in erster Linie verhindern, dass der Wind direkt auf die quadratische Ladebox trifft, und den Großteil der Luft so umleiten, dass sie sanft über und um die oberen und seitlichen Teile des Anhängers strömt, anstatt direkt auf die Vorderseite des Anhängers zu treffen Pfadäh, was erheblichen Widerstand hervorruft. Richtig abgewinkelte und höhenverstellte Abweiser können den vom Anhänger verursachten Widerstand erheblich reduzieren.
Auto-Seitenschweller
Seitenschweller an einem Fahrzeug dienen dazu, die Seiten des Fahrgestells zu glätten und es nahtlos in die Karosserie des Fahrzeugs zu integrieren. Sie decken Elemente wie seitlich angebrachte Gastanks und Kraftstofftanks ab, wodurch die dem Wind ausgesetzte Frontfläche reduziert wird und so eine gleichmäßigere Luftströmung ohne Turbulenzen ermöglicht wird.
Tief positionierter Bumper
Der nach unten gerichtete Stoßfänger reduziert den Luftstrom, der unter das Fahrzeug eindringt, was dazu beiträgt, den Widerstand zu verringern, der durch die Reibung zwischen dem Fahrgestell und dem Fahrzeug entstehtLuft. Darüber hinaus verringern einige Stoßstangen mit Führungslöchern nicht nur den Windwiderstand, sondern leiten den Luftstrom auch in Richtung der Bremstrommeln oder Bremsscheiben und tragen so zur Kühlung des Bremssystems des Fahrzeugs bei.
Seitenabweiser für die Ladebox
Die Abweiser an den Seiten der Ladebox decken einen Teil der Räder ab und verringern den Abstand zwischen Laderaum und Boden. Dieses Design verringert den Luftstrom, der von den Seiten unter dem Fahrzeug eindringt. Da sie einen Teil der Räder abdecken, weichen diese abAußerdem reduzieren die Rotoren die Turbulenzen, die durch die Wechselwirkung zwischen Reifen und Luft entstehen.
Hinterer Deflektor
Entwickelt, um zu störenDurch die Luftwirbel am Heck wird der Luftstrom gestrafft und dadurch der Luftwiderstand verringert.
Aus welchen Materialien werden also die Abweiser und Abdeckungen von Lastkraftwagen hergestellt? Soweit ich weiß, wird Glasfaser (auch bekannt als glasfaserverstärkter Kunststoff oder GFK) auf dem hart umkämpften Markt wegen seines geringen Gewichts, seiner hohen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit bevorzugtZuverlässigkeit unter anderem.
Glasfaser ist ein Verbundwerkstoff, der Glasfasern und deren Produkte (wie Glasfasergewebe, Matten, Garne usw.) als Verstärkung verwendet, wobei Kunstharz als Matrixmaterial dient.
Deflektoren/Abdeckungen aus Glasfaser
Europa begann bereits 1955 mit der Verwendung von Glasfaser in Automobilen, mit Versuchen an STM-II-Modellkarosserien. 1970 verwendete Japan Glasfaser zur Herstellung dekorativer Abdeckungen für Autoräder, und 1971 stellte Suzuki Motorabdeckungen und Kotflügel aus Glasfaser her. In den 1950er Jahren begann das Vereinigte Königreich mit der Verwendung von Glasfaser und ersetzte damit die bisherigen Hütten aus Stahl-Holz-Verbundwerkstoffen, wie sie in For warend S21 und dreirädrige Autos, die den Fahrzeugen dieser Zeit einen völlig neuen und weniger starren Stil verliehen.
Im Inland in China sind einige mHersteller haben umfangreiche Arbeit in die Entwicklung von Fahrzeugkarosserien aus Glasfaser investiert. Beispielsweise entwickelte FAW schon früh erfolgreich Motorabdeckungen aus Glasfaser und flache, aufklappbare Kabinen. Derzeit ist die Verwendung von Glasfaserprodukten in mittelschweren und schweren Lastkraftwagen in China recht weit verbreitet, einschließlich LangmotorenAbdeckungen, Stoßstangen, Frontabdeckungen, Kabinendachabdeckungen, Seitenschweller und Deflektoren. Ein bekannter inländischer Hersteller von Deflektoren, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., ist ein Beispiel dafür. Sogar einige der luxuriösen großen Schlafkabinen in den beliebten amerikanischen Long-Bug-Trucks sind aus Glasfaser gefertigt.
Leicht, hochfest, korrosionsbeständig-beständig, weit verbreitet in Fahrzeugen
Aufgrund der geringen Kosten, des kurzen Produktionszyklus und der hohen Designflexibilität werden Glasfasermaterialien in vielen Bereichen der Lkw-Herstellung häufig verwendet. Vor einigen Jahren hatten inländische Lastkraftwagen beispielsweise ein eintöniges und starres Design, und eine individuelle Außengestaltung war unüblich. Mit der rasanten Entwicklung inländischer Autobahnen, dieh hat den Ferntransport stark gefördert, die Schwierigkeit, individuelle Kabinenoptiken aus ganzem Stahl zu formen, hohe Gussformkonstruktionskosten und Probleme wie Rost und Undichtigkeiten in mehrteiligen Schweißkonstruktionen führten dazu, dass sich viele Hersteller für Glasfaser für Kabinendachabdeckungen entschieden.
Derzeit verwenden viele Lkw FiBergglasmaterialien für Frontabdeckungen und Stoßstangen.
Fiberglas zeichnet sich durch sein geringes Gewicht und seine hohe Festigkeit aus, wobei die Dichte zwischen 1,5 und 2,0 liegt. Das ist nur etwa ein Viertel bis ein Fünftel der Dichte von Kohlenstoffstahl und sogar geringer als die von Aluminium. Im Vergleich zu 08F-Stahl hat ein 2,5 mm dickes Fiberglas einenFestigkeit entspricht 1 mm dickem Stahl. Darüber hinaus kann Glasfaser je nach Bedarf flexibel gestaltet werden, was eine bessere Gesamtintegrität und eine hervorragende Herstellbarkeit bietet. Es ermöglicht eine flexible Auswahl an Formverfahren basierend auf Form, Zweck und Menge des Produkts. Der Formprozess ist einfach und erfordert oft nur einen einzigen Schritt, und das Material weist eine gute Korrosionsbeständigkeit auf. Es widersteht atmosphärischen Bedingungen, Wasser und üblichen Konzentrationen von Säuren, Basen und Salzen. Daher verwenden viele Lkw derzeit Glasfasermaterialien für Frontstoßstangen, Frontabdeckungen, Seitenschweller und Deflektoren.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 02.01.2024
