Carbon fiber er almennt sameinuð epoxý trjákvoða til að mynda samsett efni. Þetta samsett efni erft röð af kostum, svo sem sérstökum styrkleika, sértækum sveigjanleika, þreytuþol og orku frásog og höggviðnám kolefnistrefja sjálfs. Á sama tíma er það arf epoxý. Húðað formúluhönnun er sveigjanleg og fjölbreytt og umsóknin er miðuð við. Í samanburði við álhluta uppbyggingarhluta getur þyngdaráhrif samskeyta úr kolefnistrefjum náð 20% til 40%. Samanborið við málmhluta úr stáli, getur þyngdaráhrif áhrif samsettra efna úr köfnunarefnum náð 60% í 80%. Notkun kolefnisblöndu samsettra efna Ekki hefur það aðeins dregið úr gæðum alls ökutækisins, heldur hefur það einnig haft áhrif á og breytt framleiðslustarfsemi bílsins að nokkru leyti.
1 Aðferð gerð
Kolsýrubúnaður styrktur fjölliður (CFRP) vísar til efnis sem fæst með því að sameina kolefnistrefjar sem styrktarfasa með hitaþjálu eða hitaþykkni plastefni. Framleiðslutækni CFRP composites inniheldur aðallega prepreg og fljótandi myndunarferli. Samanburðargreining á aðferðartegundum kolefnis trefjum styrktra fjölliða fylki samsettur er sýnd í töflu 1.
2 Bílavarahlutir samkoma samkoma tækni
Samsett samkoma milli samsettra bílahluta og tengingin milli samsettra hluta og málmhluta er óhjákvæmilegt vandamál. Samsett efni er anisotropic, millilaga styrkur er tiltölulega lágt, og sveigjanleiki er lítill, sem gerir hönnun og greining á samsettum liðum miklu flóknara en málm. Tengingin milli hefðbundinna málmhluta bílaiðnaðarins gildir ekki um samsett efni. Tengingar eru því mikilvægt að skilja og bæta leiðina sem bifreiðar samsettir eru tengdir og tryggðir.
Staðbundin streituþéttni stafar af samfelldni brotinna trefja. Samsettar samskeyti eru yfirleitt veikasti hlekkurinn í heildarbyggingunni, þannig að tryggja að sameiginlegur styrkur sé lykillinn að samsettu skipulagi. Samsett efni eru aðallega skipt í þrjá flokka, þ.e. límdir liðir, vélrænir liðir og blendingur af tveimur. Fyrir hitaþjálu samsetningar eru einnig suðuaðferðir. Samsett samsett tæknihönnun þarf að vera ákvarðaður á grundvelli sérstakrar notkunar íhluta og hönnunarkröfu.
2.1 lím tengingu
Í samanburði við vélrænni tengingu er aðalkosturinn við tengitækni að enginn streituþéttni stafar af opnuninni, uppbyggingin er minni, þreytuþolið, titringsdælan og einangrunin eru góð, útlitið er slétt og slétt, tengsl aðferð er einfalt, og það er engin rafskautaleg tæringarvandamál. Hins vegar hefur tengslatækni einnig nokkur galla, svo sem erfiðleikar við gæðaeftirlit með tengslanetinu, stór dreifing á bindiefni, skortur á áreiðanlegum skoðunaraðferðum, strangar kröfur um yfirborðsmeðferð og tengslunarferli bindiefnisins. Fyrir trefjar samsettur líkami, lím er aðal tengingin.
2.2 Vélræn tenging
Vélrænir tengingar nota yfirleitt naglar og boltar og eru algengustu tegundir tenginga. Helstu kosturinn við vélræna tengingu er hár áreiðanleiki tengingarinnar, endurtekið sundurliðun og samkoma við viðhald eða skipti, þörfina á að takast á við yfirborðið og áhrifin á umhverfið er tiltölulega lítill. Helstu ókosturinn við vélrænni samskeytingu er að það eykur gæði, veldur streituþéttni og veldur rafgreiningu í tæringu við samsetta. Samanburður á rivet tengingu og bolta tengingu er sýnt á mynd 1.
2.3 Blandað tenging
Til að bæta öryggi og heiðarleiki tengingarinnar, í sumum mikilvægum tengihlutum, er venjulega notuð blendingur tengingaraðferð límatengingar og vélrænni tengingu á sama tíma og kostir þessara tveggja tengingaraðferða eru að fullu nýttir til að tryggja nægilegt styrkur og hár tengipunktur. áreiðanleiki.
2.4 Welding
Welding tækni er aðallega beitt á hitaþjálu samsettum hlutum. Grundvallarreglan er að hita trjákvoðu á yfirborði bráðnar hitaþrýstings samsetta og síðan þrýstingi og tengja þá. Það eru þrjár helstu aðferðir við suðu: ultrasonic suðu, rafleiðsla suðu og viðnám suðu. Kostir suðu eru góð tengsl áhrif og stutt hringrás, engin yfirborðsmeðferð, hár sameiginlegur styrkur, lágt streita osfrv .; Ókostur er að það er ekki auðvelt að taka í sundur og nauðsynlegt er að bæta leiðandi efni eða vír. Að auki getur í málmvinnsluaðferðinni á samsettum burðarþáttinum verið sett málmstengi inn í trefjarformið og samsett efni og málmfelldur hluti er samþættur eftir mótunina og samsettur hluti er hægt að tengja við málminn sem er fellt inn hluti til að forðast Machined tjóni composites.
3 Kostir umsókna fyrir bíla
Nauðsynlegt er að taka tillit til fjölda þátta við val á bifreiðum, svo sem vélrænni eiginleikum, léttum, stöðugleika efnis, hönnunarhæfni efni og vinnsluhæfni. Hver þáttur mun hafa veruleg áhrif á hönnun, framleiðslu, sölu og notkun á bílnum. Á undanförnum árum hefur Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) orðið nýtt bifreiðarefni með einstaka eiginleika þess. Kolefnisþættir styrktar fjölliða fylki samsettur hafa eftirfarandi kosti yfir önnur bíla efni.
3.1 Frábær vélrænni eiginleikar
Kolefnis trefjar styrkt plastefni samsettur (CFRP) hefur þéttleika 1,5 til 2 g / cm3, sem er aðeins 1/4 til 1/5 af venjulegum kolefni stáli, og er um 1/3 léttari en ál, en kolefni fiber samsett efni Alhliða vélrænni eiginleikar eru verulega betri en málm efni, og togstyrkur er 3-4 sinnum meiri en stál. Þreyta styrkur stál og ál er 30% til 50% af togstyrk, en CFRP getur náð 70% í 80%. Á sama tíma hefur CFRP einnig betri titringsjöfnunareiginleika en létt málm. Til dæmis þarf létt álfelgur 9s til að stöðva titring. Samsett efni úr kolefnistrefinu er hægt að stöðva í 2 sekúndur og ákveðin styrkur og sértækur stuðull er hátt.
3.2 Tilnefnt
Samsett efni úr kolefnistrefjum hefur sterkan hönnunarhæfni og getur valið grunn efni í samræmi við frammistöðu kröfu, hannað fyrirkomulag trefjaranna og uppbyggingarform samsettra efna og sveigjanlega hönnun vörunnar. Til dæmis, með því að skipta kolefnistrefjum í áttina að kraftinum, er hægt að nota anisotropy styrkleika samsettra efna að fullu og þar með ná því markmiði að spara efni og draga úr gæðum. Fyrir vörur sem þarfnast tæringarþols er hægt að velja grunn efni með góða tæringarþol fyrir hönnun.
3.3 Innbyggt framleiðslu er mögulegt
Modularity og sameining eru einnig þróun stefna bifreið uppbyggingu. Samsett efni eru auðvelt að mynda boginn fleti af ýmsum stærðum við mótun, sem gerir kleift að samþætta framleiðslu bifreiða. Innbyggt mótun getur ekki aðeins dregið úr fjölda hluta og fjölda mót, minnkað fjölda hluta og annarra ferla, en einnig dregur verulega úr framleiðsluferlinu. Til dæmis ef framhliðareining bílsins er úr samsettum kolefnisþéttum efnum getur það gert sér grein fyrir óaðskiljanlegum samþættum mótun, forðast staðbundna streituþéttni sem stafar af síðari sníða suðu og síðari vinnslu málmhluta og draga úr bifreiðum og tryggja nákvæmni vörunnar og bæta árangur. Gæði, draga úr framleiðslukostnaði.
3.4 Orka frásog og höggþol
Kolefnis trefjar styrkt plastefni samsettur (CFRP) hefur ákveðna viscoelasticity, og það er lítilsháttar staðbundin hlutfallsleg hreyfing milli kolefnistrefja og fylkisins, sem getur myndað samskeyti núning. Undir samlegðaráhrifum viscoelasticity og interfacial núning, CFRP hlutar hafa betri orku frásog og högg mótstöðu. Á hinn bóginn brjótast samsettur orkugjafi sem samanstendur af sérstöku ofnu kolefni trefjum í smærri brot í háhraða árekstri, gleypir mikið af orkugjafa og orkuframleiðslugeta þess er 4 til 5 sinnum hærra en í málmi, sem geta í raun bætt ökutækið. Öryggi til að vernda öryggi fólks.
3.5 Góð tæringarþol
Samsett efni úr kolefni fiber styrkt fjölliða er aðallega samsett úr trefjum trefjum og plastefni, og hefur framúrskarandi sýru og basaþol. Bílavarahlutirnir, sem eru framleiddar af sama, þurfa ekki yfirborðsvörnartruflanir og hafa góðan veðurþol og öldrun viðnám og þjónustulífið er almennt. Það er 2 til 3 sinnum stærra en stál.
3.6 Góð hiti árangur
Kolefnistrefjan hefur mjög stöðugan árangur undir 400 ° C og breytist ekki mikið við 1 000 ° C.
3.7 Gott þreytuþol
Styrkur efnisins í kolefnisfrumum hefur hindrunarþrýsting á þreytuþrýstingi trefjarinnar og þreytaþol hennar getur náð 70% í 80%. Uppbygging kolefnistrefja er stöðug og styrk samsettra efna eftir hringrásartruflanir á þreytu er milljónir sinnum. Það eru enn 60%, en stál og ál eru 40% og 30% í sömu röð og FRP er aðeins 20% í 25%. Þess vegna er þreytuþol kolefnisbindiefni hentugur fyrir fjölbreytt úrval af forritum í bílaiðnaði.
4 Efnahagsgreining á nýjum farartækjum í orku
Vegna tilvísunar á kolefnistrefjum er hægt að draga úr þyngd líkamans um meira en 50%. Með þyngdartapinu á 100 kg af dæmigerðum A-flokki líkaninu sem dæmi er þyngd allra ökutækja mjög augljós. Það má skýra frá eftirfarandi þáttum: 1 fyrir 1 Fyrir farþega með akstursfjarlægð 300km og orkunotkun 45kW · klst., Getur sama akstursbilið minnkað um 3,6kW · klst hjá sérfræðingi iðnaðarins "100kg á þyngdaraukning og aukning á 8% akstursbili ". Rafhlaða sparnaður kostnaður er um 0,6 milljónir Yuan; 2, með líftíma 400.000 km og meðaltals rafmagnskostnaður 0,9 yuan / kW · klst., Er hægt að spara rafmagnskostnað á líftíma ökutækisins um 400.000 / 100 × 1.2 × 0.9 = 0.32 milljónir dollara. 100km sparnaður 1.2kW · klst rafmagnsreikningur); 3 Vegna beitingu kolefnisgúmmíefna, með því að taka framleiðslugetu 50.000 bíla sem dæmi, er vistað fjárfesting í tækni og búnaði breytt í efnahagslegan jafngildi rafknúinna ökutækja í hverju ökutæki. Afskriftirnar munu spara um 2.000 Yuan; 4 vegna þess að ferlið er straumlínulagað, getur starfsmannakostnaður verið vistaður að minnsta kosti 1.000 Yuan / Taiwan.
Að meðaltali er meðalkostnaður á ökutæki 0,6 + 0,432 + 0,2 + 0,1 = 1,33 milljónir en þessi kostnaður er ekki nóg til að vega upp á móti aukningu á kostnaði við efnið sjálft vegna innleiðingar á kolefnisleiðum. Það má sjá að umsókn um kolefni trefjar líkami hefur enn stórt vandamál. Ef þú vilt stuðla að léttum líkama getur þú aðeins byrjað að draga úr fjárfestingu í tækni og búnaði. Að meðaltali er meðalkostnaður á ökutæki 0,6 + 0,432 + 0,2 + 0,1 = 1,33 milljónir en þessi kostnaður er ekki nóg til að vega upp á móti aukningu á kostnaði við efnið sjálft vegna innleiðingar á kolefnisleiðum. Það má sjá að umsókn um kolefni trefjar líkami hefur enn stórt vandamál.
Ef þú vilt stuðla að léttum líkama getur þú aðeins byrjað að draga úr fjárfestingu í tækni og búnaði.
Ef bíllinn átta sig á massaframleiðslu á trefjum líkamans mun kostnaðurinn af kolefnistrefinu sjálft einnig lækka verulega og heildaráhrif iðnaðarins verða nokkuð stór og efnahagsleg ávinningur mun verða skýrari. Þessar eru aðeins greindar út frá sjónarhóli kolefnistrefja. Ef við teljum þáttinn í að draga úr þyngd álfelagsins um 50 kg, þá er efnahagsáhrifin augljós.
5 fyrir þróun líkamans
Með hliðsjón af einkennum kolefnistrefja styrktra samsettra efna, eru slík efni smám saman studd af bifreiðaframleiðendum. Áætlað er að í bílaiðnaði vaxi kolefnisnotkun vaxandi að meðaltali 34% og nær 23.000 tonn árið 2020. Mynd 2 er vegamynd fyrir þróun kolefnisfæra styrktra samsetningar fyrir líkamann.
Eins og er, eru trefjar styrktar samsett efni notuð aðallega til yfirborðs húðunar, skreytingarhluta og uppbyggingu á líkamanum. Til dæmis, BMW hefur notað kvoða trefjar samsettur til að gera líkama uppbyggingu hlutum í ýmsum gerðum sem hann hefur þróað, sem hefur orðið mikilvægt augnablik fyrir kvoða trefjar samsettur í bifreiða framleiðslu. Á sama tíma hefur BMW unnið frekari samvinnu við SGL (SGL) til að fjárfesta um 100 milljónir evra til að þróa lágmarkskostnað kolefnistrefja og auka framleiðslu á köfnunarefni frá 3.000 tonn á ári til 9000 tonn til að mæta vaxandi BMW-rafknúnum ökutækjum og aðrir. Eftirspurn eftir líkön.
6 Niðurstaða
Í stuttu máli, hafa trefjar styrktar plastefni samsettur trefjar (CFRP) orðið mikilvægur þróunarstefnu fyrir nýjar bílaefni í framtíðinni vegna einstaka frammistöðu sína. Hins vegar er nauðsynlegt að ef þetta efni er kynnt og beitt á bifreiðasvæðinu er nauðsynlegt að hefja samstarfsrannsóknir og þróun iðnaðarins, fræðasviðsins og rannsókna af eftirfarandi þáttum: 1 til að leita að ódýrari kolefnisafleiðum; 2 til að þróa nýjar aðferðir til framleiðslu á kolefnisvefjum, svo sem stöðugleika forveraefna. 3; bjartsýni á kolefnisframleiðsluferli eða notkun nanó kolefnisrefnis til að bæta árangur CFRP samsetningar; 4 þróa hratt og skilvirkt CFRP hlutar mótun framleiðslu tækni, svo sem hraða ráðhús tækni, samsett efni flæði stjórna tækni; 5 Notaðu tölvufræðileg greiningartækni (CAE) til að velja mismunandi kolefnisþjöppuþætt efni og hámarka mótunarferli breytur.
-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --------------
XIAMEN LFT COMPOSITE PLASTIC CO., LTD.
Áhersla á (LFT-G, LFRT) R & D og framleiðslu: PA, PP, TPU, PPS, PBT, PPA lengi glertrefjar og kolefni trefjar samfelld innrennsli hitastig samsett styrking röð verkfræði plasti
Ef þú þarft frekari upplýsingar skaltu ekki hika við að hafa samband við mig.
Mike Lee
Netfang: sale02@lfrtplastic.com
Farsími: + 86-180-5026-9764 (wechat / whatsapp / skype)
Vefsíða: www.lfrt-plastic.com
Bæta við: No.27 Hongxi Road, Tiangong Chuangxin Tækni Park, Maxiang Town, Xiang'an Dist., Xiamen, Fujian, Kína.
