Aplikasi Acuan Bahan Komposit Termoplastik LFT dalam Pemberatan Ringan Automotif

Dengan pengetatan peraturan alam sekitar global dan peningkatan permintaan untuk rangkaian kenderaan tenaga baharu, pemberat ringan automotif telah menjadi hala tuju teras untuk peningkatan industri. Komposit termoplastik bertetulang gentian panjang (LFT) telah menjadi bahan teras untuk pemberat ringan kerana kelebihannya iaitu ketumpatan rendah, kekuatan khusus tinggi dan kebolehkitar semula. Sebagai peralatan pembentuk utama, acuan komposit termoplastik LFT secara langsung menentukan ketepatan, prestasi dan kos komponen, dan amat penting untuk pelaksanaan pemberat ringan. Artikel ini, digabungkan dengan ciri-ciri bahan LFT dan permintaan pengeluaran automotif, meneroka titik aplikasi, senario teras dan aliran pembangunan acuan mereka.

 

I. Keserasian Ciri Teras Komposit Termoplastik LFT dan Acuan

Bahan LFT terdiri daripada gentian penguat 6-25mm (gentian kaca, gentian karbon, dsb.) dan resin termoplastik (PP, PA, dll.), menggabungkan kekuatan gentian tinggi dengan kebolehprosesan resin yang mudah. Ketumpatannya hanya 1/4 hingga 1/3 daripada keluli, dan kekuatan khusus mereka adalah 30% hingga 50% lebih tinggi daripada bahagian plastik gentian pendek biasa. Di bawah kekuatan yang setara, mereka boleh mengurangkan berat sebanyak 15% hingga 25%, dan ia juga tahan hentaman dan stabil dari segi dimensi, memenuhi permintaan "mengurangkan berat tanpa mengurangkan kekuatan".

Acuan LFT kebanyakannya diperbuat daripada keluli berkekuatan tinggi-dan dilengkapi dengan sistem penyejukan dan pelari panas yang tepat, yang boleh mengawal parameter pengacuan dengan tepat, memelihara integriti gentian dan memenuhi permintaan pengeluaran besar-besaran yang pantas. Berbanding dengan acuan logam tradisional, acuan LFT mempunyai kitaran pengacuan yang lebih pendek, fleksibiliti yang lebih tinggi, haus dan lusuh yang lebih rendah, dan boleh disesuaikan agar sesuai dengan konfigurasi kompleks bahagian automotif, berfungsi sebagai jambatan teras yang menghubungkan bahan LFT dengan aplikasi ringan.

 

 

II. Senario Aplikasi Teras Acuan Komposit Termoplastik LFT dalam Pemberatan Automotif

Logik aplikasi teras acuan LFT ialah "plastik dan bukannya keluli", memfokuskan pada struktur badan, casis, bahagian dalam dan komponen teras kenderaan tenaga baharu. Melalui pengacuan tersuai, pengurangan berat dan peningkatan prestasi boleh dicapai. Senario khusus adalah seperti berikut:

 

1. Bahagian struktur badan automotif

Bahagian struktur badan adalah teras kepada pemberat ringan. Acuan LFT boleh menggantikan pelbagai bahagian struktur dengan mengawal pengedaran gentian dengan tepat. Sebagai contoh, rasuk membujur depan dan rasuk ambang, berbanding dengan bahagian keluli, boleh mengurangkan berat sebanyak 30% hingga 40% dan meningkatkan rintangan hentaman lebih daripada 20%, dan boleh dibentuk secara bersepadu untuk mengurangkan proses kimpalan. Beberapa bahagian struktur badan siri BMW i dibentuk oleh acuan LFT, memastikan pengurangan berat dan ketegaran.

Meliputi bahagian seperti panel dalam pintu dan hud enjin, selepas dibentuk oleh acuan LFT, telah mengurangkan berat badan dengan ketara dan sifat penebat bunyi dan penebat haba yang sangat baik, dan sesuai untuk reka bentuk permukaan melengkung yang kompleks. Antaranya, panel dalam pintu boleh mengurangkan berat lebih daripada 28% berbanding dengan bahagian keluli, meningkatkan pengalaman memandu dan menunggang.

 

2. Komponen casis automotif

Komponen casis mempunyai keperluan yang sangat tinggi untuk kekuatan dan rintangan haus. Acuan LFT boleh digunakan dalam pengeluaran pelindung casis, kurungan suspensi, kurungan pek bateri, dll. Pengadang casis boleh mengurangkan berat sebanyak 55% berbanding dengan bahagian keluli dan mempunyai rintangan kakisan yang lebih baik; penyepaduan kurungan suspensi boleh mengurangkan bilangan bahagian dan meningkatkan kestabilan.

Kurungan pek bateri kenderaan tenaga baharu, sebagai komponen keselamatan teras, boleh mencapai keseimbangan antara kekuatan ringan dan tinggi melalui pembentukan acuan LFT, mengurangkan berat lebih daripada 30% berbanding bahagian keluli, dan menyediakan penebat dan rintangan hentaman. Sesetengah model menggunakan acuan pengacuan mampatan baris LFT-D dalam-, memastikan impregnasi penuh gentian dan resin dengan mengawal suhu dan tekanan untuk menjamin keselamatan.

 

3. Komponen dalaman automotif

Komponen dalaman adalah banyak dan menyumbang bahagian yang tinggi daripada jumlah berat. Acuan LFT boleh mencapai pengeluaran ringan bingkai papan pemuka, bingkai tempat duduk, dsb., dengan mengoptimumkan rongga acuan dan rawatan permukaan. Bingkai papan pemuka boleh dikurangkan beratnya sebanyak 15% hingga 20% berbanding bahagian plastik tradisional, dengan ketegaran yang meningkat, dan boleh dibentuk secara bersepadu untuk mengurangkan pemasangan; rangka tempat duduk menggabungkan proses LFT dan CFRTP untuk mengimbangi pengurangan berat dan menyokong keselamatan.

Selain itu, bahagian dalaman acuan LFT-boleh dikitar semula dan sisa boleh digunakan semula, mengurangkan kos dan mematuhi trend pembangunan hijau.

 

4. Komponen khas untuk kenderaan tenaga baharu

Kenderaan tenaga baharu mempunyai keperluan yang lebih mendesak untuk pemberat ringan. Acuan LFT membangunkan penyelesaian tersuai untuk cengkerang pek bateri, cengkerang motor, dll. Cengkerang pek bateri yang dihasilkan dengan menggabungkan teknologi berbuih mikroselular dengan acuan LFT boleh dikurangkan beratnya sebanyak 22% dan mempunyai peningkatan kekuatan hentaman sebanyak 25%; cengkerang motor boleh memanfaatkan sifat penebat bahan komposit untuk memudahkan struktur penebat dan mengurangkan kerumitan.

 

 

III. Kelebihan teras acuan bahan komposit termoplastik LFT dalam aplikasi pemberat ringan automotif

 

1. Memudahkan pengurangan berat badan yang melampau sambil mengekalkan prestasi dan keramahan alam sekitar

 

Acuan LFT boleh memanfaatkan sepenuhnya kelebihan bahan yang ringan, mengekalkan integriti gentian, mencapai "pengurangan berat tanpa pengurangan kekuatan", dan bahan LFT dan sisa pembentuk acuan boleh dikitar semula, mematuhi trend pembangunan hijau dan mampan industri automotif dan memenuhi keperluan perundangan ELV Eropah.

 

2. Meningkatkan kecekapan pengeluaran dan mengurangkan kos pembuatan

Acuan LFT boleh dibentuk secara bersepadu untuk mengurangkan proses kimpalan dan pemasangan, dengan kitaran pengacuan pendek (acuan LFT-D hanya mengambil masa 30-60 saat), sesuai untuk pengeluaran besar-besaran. Mereka mempunyai kerugian yang rendah, penyelenggaraan mudah, dan kos bahan LFT lebih rendah daripada bahan gentian karbon, dengan ketara mengurangkan kos keseluruhan bahagian.

 

3. Kebolehsuaian yang kukuh dan memenuhi permintaan tersuai

Acuan LFT boleh direka bentuk-berdasarkan struktur dan prestasi komponen, menyesuaikan diri dengan keperluan bahagian yang berbeza seperti badan dan casis. Ia boleh membentuk penutup permukaan melengkung yang kompleks dan bahagian galas-kekuatan tinggi-dan boleh disesuaikan dengan pelbagai jenis bahan LFT, melaraskan kandungan gentian dan formula resin secara fleksibel.

 

4. Pengoptimuman sinergi, menggalakkan peningkatan teknologi pemberat ringan

Acuan, bahan dan proses pembentukan LFT berfungsi bersama, menggunakan CAD/CAM dan teknologi penderiaan pintar untuk meningkatkan ketepatan dan ketekalan acuan; digabungkan dengan bahan CFRTP untuk membentuk penyelesaian pelengkap, mengimbangi prestasi struktur dan kecekapan pengacuan, menggalakkan peningkatan teknologi pemberat ringan.

 

IV. Masalah dan penyelesaian dalam aplikasi acuan bahan komposit termoplastik LFT dalam pemberat ringan automotif

1. Masalah utama sedia ada

Pada masa ini, terdapat empat kesesakan utama dalam penggunaan acuan LFT: pertama, ketepatan acuan yang tidak mencukupi di China, dengan kawalan suhu dan tekanan yang tidak sekata yang membawa kepada prestasi produk yang tidak stabil; kedua, pergantungan pada bahan acuan berprestasi tinggi-yang diimport, meningkatkan kos pembuatan; ketiga, kesukaran membentuk-komponen berbentuk kompleks, terdedah kepada kecacatan; keempat, pengoptimuman kolaboratif yang tidak mencukupi untuk acuan dan proses pembentukan, menjejaskan kesan dan kecekapan pemberat ringan.

 

2. Laluan penyelesaian

Untuk menangani masalah di atas, penemuan perlu dibuat dalam empat aspek: pertama, membangunkan reka bentuk termaju dan teknologi pembuatan untuk mengoptimumkan struktur acuan dan sistem penyejukan; kedua, tingkatkan penyelidikan dan pembangunan bahan acuan berprestasi tinggi-untuk menggantikan import dan mengurangkan kos; ketiga, mewujudkan model padanan untuk acuan, bahan, dan proses untuk meningkatkan kualiti pembentukan komponen kompleks; keempat, mengukuhkan kerjasama penyelidikan-universiti-industri untuk membangunkan penyelesaian tersuai dan mempercepatkan pelaksanaan teknologi.

 

V. Trend pembangunan acuan bahan komposit termoplastik LFT dalam pemberat ringan automotif

Pada masa hadapan, acuan LFT akan membentangkan lima trend utama:

Yang pertamaialah peningkatan pintar, menyepadukan sistem penderia dan kawalan untuk mencapai-peraturan parameter masa sebenar.

Kedua,modularisasi dan kebolehlarasan ditekankan untuk meningkatkan kesejagatan dan mengurangkan kos input.

ketiga,ia disepadukan dengan proses baharu seperti pencetakan 3D dan LFT-D untuk mengembangkan senario aplikasi.

Keempat,pembangunan hijau, menggunakan bahan dan proses mesra alam, dan menggalakkan kitar semula.

Yang kelimaadalah untuk mempercepatkan penggantian domestik, memecahkan monopoli asing dan mengurangkan kos wajaran ringan.