Anvendelsen av LFT termoplastiske komposittmaterialeformer i lettvekting for biler

Med innstrammingen av globale miljøforskrifter og den økende etterspørselen etter utvalget av nye energikjøretøyer, har lettvekt for biler blitt en kjerneretning for industriell oppgradering. Langfiberforsterkede termoplastiske kompositter (LFT) har blitt et kjernemateriale for lettvekt på grunn av fordelene med lav tetthet, høy spesifikk styrke og resirkulerbarhet. Som et nøkkelformingsutstyr bestemmer LFT termoplastiske komposittformer direkte presisjonen, ytelsen og kostnadene til komponenter, og er avgjørende for implementering av lettvekt. Denne artikkelen, i kombinasjon med egenskapene til LFT-materialer og kravene til bilproduksjon, utforsker applikasjonspunktene, kjernescenarioene og utviklingstrendene for formene deres.

 

I. Kompatibilitet av kjerneegenskapene til LFT termoplastiske kompositter og støpeformer

LFT-materialer er sammensatt av 6-25 mm forsterkende fibre (glassfibre, karbonfibre, etc.) og termoplastiske harpikser (PP, PA, etc.), som kombinerer den høye styrken til fibre med den enkle bearbeidbarheten til harpikser. Deres tetthet er bare 1/4 til 1/3 av stål, og deres spesifikke styrke er 30% til 50% høyere enn for vanlige kortfiberplastdeler. Under tilsvarende styrke kan de redusere vekten med 15 % til 25 %, og de er også slagfaste og dimensjonsstabile, og oppfyller kravet om å "redusere vekten uten å redusere styrke".

LFT-former er for det meste laget av høy-fast stål og er utstyrt med presise kjøle- og varmeløpssystemer, som nøyaktig kan kontrollere støpeparametere, bevare fibrenes integritet og møte kravene til rask masseproduksjon. Sammenlignet med tradisjonelle metallformer har LFT-former kortere støpesykluser, høyere fleksibilitet, lavere slitasje og kan tilpasses for å passe de komplekse konfigurasjonene til bildeler, og fungerer som en kjernebro som forbinder LFT-materialer med lette applikasjoner.

 

 

II. Kjerneanvendelsesscenarioer for LFT termoplastiske komposittformer i lettvekt for biler

Kjerneapplikasjonslogikken til LFT-former er "plast i stedet for stål", med fokus på karosseristrukturer, chassis, interiør og kjernekomponenter i nye energikjøretøyer. Gjennom tilpasset støping kan vektreduksjon og ytelsesforbedring oppnås. De spesifikke scenariene er som følger:

 

1. Automotive karosserideler

Kroppens strukturelle deler er kjernen i lettvekt. LFT-former kan erstatte ulike strukturelle deler ved nøyaktig å kontrollere distribusjonen av fibre. For eksempel kan den fremre langsgående bjelken og terskelbjelken, sammenlignet med ståldeler, redusere vekten med 30 % til 40 % og øke slagfastheten med mer enn 20 %, og kan støpes integrert for å redusere sveiseprosessene. Noen kroppsstrukturdeler av BMW i-serien er dannet av LFT-former, noe som sikrer vektreduksjon og stivhet.

Dekker deler som dørinnerpaneler og motordeksler, etter å ha blitt dannet av LFT-former, har betydelig redusert vekt og utmerkede lydisolasjons- og varmeisolasjonsegenskaper, og er egnet for komplekse buede overflatedesign. Blant dem kan dørens indre panel redusere vekten med mer enn 28 % sammenlignet med ståldeler, noe som forbedrer kjøre- og kjøreopplevelsen.

 

2. Bilchassiskomponenter

Chassiskomponenter har ekstremt høye krav til styrke og slitestyrke. LFT-former kan brukes i produksjon av chassisbeskyttere, opphengsbraketter, batteripakkebraketter osv. Chassisbeskyttere kan redusere vekten med 55 % sammenlignet med ståldeler og har bedre korrosjonsbestandighet; integrering av opphengsbraketter kan redusere antall deler og forbedre stabiliteten.

Nye batteripakkebraketter for energibiler, som kjernesikkerhetskomponenter, kan oppnå en balanse mellom lett og høy styrke gjennom LFT-forming, redusere vekten med mer enn 30 % sammenlignet med ståldeler, og gi isolasjon og slagfasthet. Noen modeller tar i bruk LFT-D i-linje komprimeringsstøpeformer, og sikrer full impregnering av fibre og harpiks ved å regulere temperatur og trykk for å garantere sikkerhet.

 

3. Bilinteriørkomponenter

Interiørkomponenter er mange og utgjør en høy andel av totalvekten. LFT-former kan oppnå lettvektsproduksjon av dashbordrammer, seterammer, etc., ved å optimalisere formhulrommet og overflatebehandlingen. Dashboardrammer kan reduseres i vekt med 15 % til 20 % sammenlignet med tradisjonelle plastdeler, med økt stivhet, og kan være integrert utformet for å redusere montering; seterammene kombinerer LFT- og CFRTP-prosesser for å balansere vektreduksjon og støtte sikkerhet.

I tillegg er LFT-formede interiørdeler-resirkulerbare, og utklippene kan gjenbrukes, noe som reduserer kostnadene og samsvarer med den grønne utviklingstrenden.

 

4. Spesialkomponenter for nye energikjøretøyer

Nye energikjøretøyer har et mer presserende behov for lettvekt. LFT-former utvikler skreddersydde løsninger for batteripakkeskall, motorskall, etc. Batteripakkeskall produsert ved å kombinere mikrocellulær skumteknologi med LFT-former kan reduseres i vekt med 22 % og har en 25 % økning i slagstyrke; motorskall kan dra nytte av isolasjonsegenskapene til komposittmaterialer for å forenkle isolasjonsstrukturer og redusere kompleksiteten.

 

 

III. Kjernefordelene med LFT termoplastiske komposittmaterialeformer i lettvektsapplikasjoner for biler

 

1. Tilrettelegge for ekstrem vektreduksjon samtidig som ytelse og miljøvennlighet opprettholdes

 

LFT-former kan fullt ut utnytte lettvektsfordelene til materialer, beholde fiberintegriteten, oppnå "vektreduksjon uten styrkereduksjon", og LFT-materialet og formdannende skrap kan resirkuleres, i samsvar med den grønne og bærekraftige utviklingstrenden til bilindustrien og oppfyller kravene i den europeiske ELV-lovgivningen.

 

2. Forbedre produksjonseffektiviteten og redusere produksjonskostnadene

LFT-former kan formes integrert for å redusere sveise- og monteringsprosesser, med korte støpesykluser (LFT-D-former tar bare 30–60 sekunder), egnet for masseproduksjon. De har lave tap, enkelt vedlikehold, og kostnadene for LFT-materialer er lavere enn for karbonfibermaterialer, noe som reduserer de totale kostnadene for deler betydelig.

 

3. Sterk tilpasningsevne og møte tilpassede krav

LFT-former kan spesialdesignes- basert på strukturen og ytelsen til komponentene, tilpasset behovene til ulike deler, for eksempel karosseri og chassis. De kan danne komplekse buede overflatebelegg og høy-lastbærende-deler, og kan tilpasses ulike typer LFT-materialer, fleksibelt justere fiberinnhold og harpiksformler.

 

4. Synergistisk optimalisering, fremme oppgradering av lettvektsteknologi

LFT-former, materialer og formingsprosesser fungerer sammen, ved å bruke CAD/CAM og intelligente sensorteknologier for å forbedre støpingsnøyaktigheten og konsistensen; kombinert med CFRTP-materialer for å danne komplementære løsninger, som balanserer strukturell ytelse og støpeeffektivitet, og fremmer oppgraderingen av lettvektsteknologi.

 

IV. Problemer og løsninger i bruken av LFT termoplastiske komposittmaterialeformer i lettvekt i biler

1. Eksisterende hovedproblemer

For tiden er det fire store flaskehalser i bruken av LFT-former: For det første utilstrekkelig presisjon av formen i Kina, med ujevn temperatur- og trykkkontroll som fører til ustabil produktytelse; for det andre, avhengighet av importerte-støpematerialer med høy ytelse, noe som øker produksjonskostnadene; tredje, vanskeligheter med å danne komplekse-formede komponenter, utsatt for defekter; for det fjerde, utilstrekkelig samarbeidsoptimalisering av former og formingsprosesser, noe som påvirker lettvektseffekter og effektivitet.

 

2. Løsningsveier

For å løse de ovennevnte problemene, må det gjøres gjennombrudd i fire aspekter: For det første utvikle avansert design og produksjonsteknologi for å optimalisere formstruktur og kjølesystemer; for det andre, øke forskning og utvikling av-støpematerialer med høy ytelse for å erstatte import og redusere kostnadene; tredje, etablere matchende modeller for former, materialer og prosesser for å forbedre kvaliteten på komplekse komponentforming; for det fjerde, styrk forskningssamarbeidet for industri-universiteter- for å utvikle tilpassede løsninger og akselerere teknologiimplementering.

 

V. Utviklingstrender av LFT termoplastiske komposittmaterialeformer i lettvekter for biler

I fremtiden vil LFT-former presentere fem hovedtrender:

Den førsteer intelligent oppgradering, integrering av sensor- og kontrollsystemer for å oppnå sanntidsparameterregulering-.

Sekund,modularisering og justerbarhet vektlegges for å øke universaliteten og redusere innsatskostnadene.

Tredje,den integreres med nye prosesser som 3D-utskrift og LFT-D for å utvide applikasjonsscenarier.

Fjerde,grønn utvikling, bruk av miljøvennlige materialer og prosesser, og fremme resirkulering.

Den femteer å fremskynde innenlandsk substitusjon, bryte utenlandske monopoler og redusere kostnadene ved lettvekting.