Les matériaux non métalliques utilisés dans les automobiles comprennent les plastiques, le caoutchouc, les mastics adhésifs, les matériaux de friction, les tissus, le verre et d'autres matériaux. Ces matériaux concernent divers secteurs industriels tels que la pétrochimie, l'industrie légère, le textile et les matériaux de construction. Par conséquent, l'application de matériaux non métalliques dans les automobiles est le reflet de la coElle combine une force économique et technologique et englobe également un large éventail de capacités de développement technologique et d'application dans des secteurs connexes.
Actuellement, la rêne en fibre de verreLes matériaux composites forcés utilisés dans les automobiles comprennent les thermoplastiques renforcés de fibres de verre (QFRTP), les thermoplastiques renforcés de fibres de verre (GMT), les composés de moulage en feuille (SMC), les matériaux de moulage par transfert de résine (RTM) et les produits FRP posés à la main.
Le principal renfort en fibre de verreLes plastiques actuellement utilisés dans les automobiles sont le polypropylène (PP) renforcé de fibres de verre, le polyamide 66 (PA66) ou PA6 renforcé de fibres de verre et, dans une moindre mesure, les matériaux PBT et PPO.
Les produits en PP (polypropylène) renforcé possèdent une rigidité et une ténacité élevées, et leurs propriétés mécaniques peuvent être améliorées plusieurs fois, voire plusieurs fois. Le PP renforcé est utilisé dans les zones scomme le mobilier de bureau, par exemple les chaises à dossier haut pour enfants et les chaises de bureau ; il est également utilisé dans les ventilateurs axiaux et centrifuges des équipements de réfrigération tels que les réfrigérateurs et les climatiseurs.
Les matériaux PA (polyamide) renforcés sont déjà utilisés dans les véhicules de tourisme et utilitaires, généralement pour la fabrication de petites pièces fonctionnelles. Les exemples incluent des couvercles de protection pour les corps de serrure, des cales d'assurance, des écrous intégrés, des pédales d'accélérateur, des protections de changement de vitesse et des poignées d'ouverture. Si le matériau choisi par le fabricant de la pièce est de nature instablequalité, le processus de fabrication est inapproprié ou le matériau n'est pas correctement séché, cela peut entraîner la fracture des parties faibles du produit.
Avec l'autoFace à la demande croissante de l'industrie automobile en matériaux légers et respectueux de l'environnement, les industries automobiles étrangères se tournent davantage vers l'utilisation de matériaux GMT (thermoplastiques à mat de verre) pour répondre aux besoins des composants structurels. Cela est principalement dû à l'excellente ténacité du GMT, à son cycle de moulage court, à son efficacité de production élevée, à ses faibles coûts de traitement et à sa nature non polluante, ce qui en fait l'un des matériaux du 21e siècle. GMT est principalement utilisé dans la production de supports multifonctionnels, de supports de tableau de bord, de cadres de siège, de protections moteur et de supports de batterie dans les véhicules de tourisme. Par exemple, les Audi A6 et A4 actuellement produites par FAW-Volkswagen utilisent des matériaux GMT, mais n'ont pas encore atteint une production localisée.
Améliorer la qualité globale des automobiles pour rattraper les niveaux avancés internationaux et atteindreEn ce qui concerne la réduction du poids, la réduction des vibrations et la réduction du bruit, les unités nationales ont mené des recherches sur les processus de production et de moulage de produits à partir de matériaux GMT. Ils ont la capacité de produire en masse des matériaux GMT, et une ligne de production d'une production annuelle de 3 000 tonnes de matériaux GMT a été construite à Jiangyin, Jiangsu. Les constructeurs automobiles nationaux utilisent également des matériaux GMT dans la conception de certains modèles et ont commencé des essais de production par lots.
Le composé de moulage en feuille (SMC) est un important plastique thermodurcissable renforcé de fibres de verre. En raison de ses excellentes performances, de sa capacité de production à grande échelle et de sa capacité à obtenir des surfaces de qualité A, il a été largement utilisé dans les automobiles. Actuellement, l'application deLes matériaux SMC étrangers dans l'industrie automobile ont fait de nouveaux progrès. La principale utilisation du SMC dans les automobiles concerne les panneaux de carrosserie, représentant 70 % de l'utilisation du SMC. La croissance la plus rapide concerne les composants structurels et les pièces de transmission. Au cours des cinq prochaines années, l'utilisation du SMC dans l'automobile devrait augmenter de 22 à 71 %, tandis que dans d'autres secteurs, la croissance sera de 13 à 35 %.
Statut de la candidatures et tendances de développement
1. Le composé de moulage en feuille renforcé de fibres de verre (SMC) à haute teneur est de plus en plus utilisé dans les composants structurels automobiles. Il a été démontré pour la première fois dans les pièces structurelles de deux modèles Ford (Explorer et Ranger) en 1995. En raison de sa multifonctionnalité, il est largement considéré comme présentant des avantages en matière de conception structurelle, ce qui conduit à son application généralisée dans les tableaux de bord automobiles, les systèmes de direction, les systèmes de radiateurs et les systèmes d'appareils électroniques.
Les supports supérieurs et inférieurs moulés par la société américaine Budd utilisent un matériau composite contenant 40 % de fibre de verre en polyester insaturé. Cette structure avant en deux parties répond aux exigences des utilisateurs, l'extrémité avant de la cabine inférieure s'étendant vers l'avant. Le haut brLe support est fixé sur la verrière avant et la structure de la carrosserie avant, tandis que le support inférieur fonctionne en conjonction avec le système de refroidissement. Ces deux supports sont interconnectés et coopèrent avec la verrière et la structure de la carrosserie pour stabiliser l'avant.
2. L'application de matériaux de composé de moulage en feuille (SMC) à faible densité : le SMC à faible densité a une gravité spécifiquey de 1,3, et des applications et tests pratiques ont montré qu'il est 30 % plus léger que le SMC standard, qui a une densité de 1,9. L'utilisation de ce SMC à faible densité peut réduire le poids des pièces d'environ 45 % par rapport à des pièces similaires en acier. Tous les panneaux intérieurs et les nouveaux intérieurs de toit du modèle Corvette '99 de General Motors aux États-Unis sont en SMC à faible densité. De plus, le SMC à faible densité est également utilisé dans les portes de voiture, les capots moteurs et les couvercles de coffre.
3. D'autres applications du SMC dans l'automobile, au-delà des nouvelles utilisations mentionnées précédemment, incluent la production de varionous autres parties. Il s'agit notamment des portes de cabine, des toits gonflables, des squelettes de pare-chocs, des portes de chargement, des pare-soleil, des panneaux de carrosserie, des tuyaux de drainage de toit, des bandes latérales d'abri de voiture et des coffres de camion, parmi lesquels l'utilisation la plus importante concerne les panneaux de carrosserie extérieurs. En ce qui concerne le statut d'application nationale, avec l'introduction de la technologie de production de voitures particulières en Chine, le SMC a été adopté pour la première fois dans les véhicules de tourisme, principalement utilisé dans les compartiments de pneus de secours et les squelettes de pare-chocs. Actuellement, il est également utilisé dans les véhicules utilitaires pour des pièces telles que les plaques de recouvrement des pièces de support, les vases d'expansion, les colliers de serrage de ligne, les grandes/petites cloisons, les carénages d'admission d'air, etc.
Matériau composite PRVRessorts à lames automobiles
La méthode de moulage par transfert de résine (RTM) consiste à presser la résine dans un moule fermé contenant des fibres de verre, suivi d'un durcissement à température ambiante ou à la chaleur. Par rapport à la feuille Molding Compound (SMC), RTM offre un équipement de production plus simple, des coûts de moulage inférieurs et d'excellentes propriétés physiques des produits, mais il ne convient qu'à la production à moyenne et petite échelle. Actuellement, les pièces automobiles produites selon la méthode RTM à l'étranger ont été étendues aux revêtements de carrosserie complets. En revanche, en Chine, la technologie de moulage RTM pour la fabrication de pièces automobiles est encore au stade de développement et de recherche, s'efforçant d'atteindre les niveaux de production de produits étrangers similaires en termes de propriétés mécaniques des matières premières, de temps de durcissement et de spécifications du produit fini. Les pièces automobiles développées et étudiées au niveau national à l'aide de la méthode RTM comprennent les pare-brise, les hayons arrière, les diffuseurs, les toits, les pare-chocs et les portes arrière relevables pour les voitures Fukang.
Cependant, comment appliquer plus rapidement et plus efficacement le processus RTM aux automobiles, la nécessitéLes exigences en matière de matériaux pour la structure du produit, le niveau de performance des matériaux, les normes d'évaluation et l'obtention de surfaces de qualité A sont des sujets de préoccupation dans l'industrie automobile. Ce sont également les conditions préalables à l’adoption généralisée du RTM dans la fabrication de pièces automobiles.
Pourquoi le PRF
Du point de vue des constructeurs automobiles, les FRP (plastiques renforcés de fibres) par rapport aux autreser matériaux, est un matériau alternatif très attractif. En prenant SMC/BMC (Sheet Moulding Compound/Bulk Moulding Compound) comme exemples :
* Gain de poids
* Intégration de composants
* Flexibilité de conception
* Investissement nettement inférieur
* Facilite l'intégration des systèmes d'antennes
* Stabilité dimensionnelle (faible coefficient de dilatation thermique linéaire, comparable à l'acier)
* Maintient des performances mécaniques élevées dans des conditions de température élevée
Compatible avec E-coating (peinture électronique)
Les conducteurs de camions sont bien conscients que la résistance de l'air, également connue sous le nom de traînée, a toujours été un facteur important.adversaire pour les camions. La grande surface frontale des camions, leur châssis haut et leurs remorques de forme carrée les rendent particulièrement sensibles à la résistance de l'air.
Pour contrecarrerrésistance de l'air, ce qui augmente inévitablement la charge du moteur, plus la vitesse est rapide, plus la résistance est grande. La charge accrue due à la résistance de l'air entraîne une consommation de carburant plus élevée. Pour réduire la résistance au vent des camions et ainsi diminuer la consommation de carburant, les ingénieurs se sont creusé la tête. En plus d'adopter des conceptions aérodynamiques pour la cabine, de nombreux dispositifs ont été ajoutés pour réduire la résistance de l'air sur le châssis et la partie arrière de la remorque. Quels sont ces dispositifs destinés à réduire la prise au vent des camions ?
Déflecteurs de toit/latéraux
Les déflecteurs de toit et latéraux sont principalement conçus pour empêcher le vent de frapper directement la caisse de forme carrée, redirigeant la majeure partie de l'air pour qu'il s'écoule en douceur sur et autour des parties supérieures et latérales de la remorque, plutôt que d'impacter directement l'avant de la remorque. pisteeuh, ce qui provoque une résistance importante. Des déflecteurs correctement inclinés et réglés en hauteur peuvent réduire considérablement la résistance provoquée par la remorque.
Jupes latérales de voiture
Les jupes latérales d'un véhicule servent à lisser les côtés du châssis, en l'intégrant parfaitement à la carrosserie de la voiture. Ils recouvrent des éléments tels que les réservoirs d'essence et les réservoirs de carburant latéraux, réduisant ainsi leur zone frontale exposée au vent, facilitant ainsi une circulation d'air plus fluide sans créer de turbulences.
Bumpe en position basser
Le pare-chocs s'étendant vers le bas réduit le flux d'air entrant sous le véhicule, ce qui contribue à diminuer la résistance produite par la friction entre le châssis et le véhicule.air. De plus, certains pare-chocs dotés de trous de guidage réduisent non seulement la résistance au vent, mais dirigent également le flux d'air vers les tambours de frein ou les disques de frein, contribuant ainsi au refroidissement du système de freinage du véhicule.
Déflecteurs latéraux de caisse de chargement
Les déflecteurs sur les côtés du coffre recouvrent une partie des roues et réduisent la distance entre le compartiment à bagages et le sol. Cette conception diminue le flux d’air entrant par les côtés sous le véhicule. Parce qu'ils recouvrent une partie des roues, ceux-ci se déflentLes capteurs réduisent également les turbulences provoquées par l'interaction entre les pneus et l'air.
Déflecteur arrière
Conçu pour perturbert les tourbillons d’air à l’arrière, il rationalise le flux d’air, réduisant ainsi la traînée aérodynamique.
Alors, quels matériaux sont utilisés pour fabriquer les déflecteurs et les capots des camions ? D'après ce que j'ai compris, sur un marché hautement concurrentiel, la fibre de verre (également connue sous le nom de plastique renforcé de verre ou GRP) est privilégiée pour sa légèreté, sa haute résistance, sa résistance à la corrosion et sa résistance à la corrosion.fiabilité parmi d’autres propriétés.
La fibre de verre est un matériau composite qui utilise des fibres de verre et leurs produits (comme un tissu, un tapis, un fil, etc.) comme renfort, la résine synthétique servant de matériau de matrice.
Déflecteurs/couvercles en fibre de verre
L'Europe a commencé à utiliser la fibre de verre dans les automobiles dès 1955, avec des essais sur les carrosseries de modèles STM-II. En 1970, le Japon a utilisé la fibre de verre pour fabriquer des revêtements décoratifs pour les roues de voitures, et en 1971, Suzuki a fabriqué des capots de moteur et des ailes en fibre de verre. Dans les années 1950, le Royaume-Uni a commencé à utiliser la fibre de verre, remplaçant les anciennes cabines en composite acier-bois, comme celles du Ford S21 et les voitures à trois roues, qui apportaient un style complètement nouveau et moins rigide aux véhicules de cette époque.
Sur le plan intérieur en Chine, certains mLes fabricants ont réalisé un travail considérable dans le développement de carrosseries de véhicules en fibre de verre. Par exemple, FAW a développé avec succès très tôt des capots de moteur en fibre de verre et des cabines rabattables à nez plat. Actuellement, l'utilisation de produits en fibre de verre dans les camions moyens et lourds en Chine est assez répandue, notamment dans les moteurs à long nez.couvertures, pare-chocs, couvertures avant, couvertures de toit de cabine, jupes latérales et déflecteurs. Un fabricant national bien connu de déflecteurs, Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., en est un exemple. Même certaines des grandes cabines luxueuses des camions américains à long nez admirés sont fabriquées en fibre de verre.
Léger, haute résistance, corrosion-résistant, largement utilisé dans les véhicules
En raison de son faible coût, de son cycle de production court et de sa grande flexibilité de conception, les matériaux en fibre de verre sont largement utilisés dans de nombreux aspects de la fabrication de camions. Par exemple, il y a quelques années, les camions nationaux avaient un design monotone et rigide, et un style extérieur personnalisé était rare. Avec le développement rapide des routes nationales, quih a grandement stimulé le transport longue distance, la difficulté de créer des apparences de cabine personnalisées à partir d'acier entier, les coûts élevés de conception des moules et des problèmes tels que la rouille et les fuites dans les structures soudées à plusieurs panneaux ont conduit de nombreux fabricants à choisir la fibre de verre pour les toits de cabine.
Actuellement, de nombreux camions utilisent fimatériaux en verre pour couvertures avant et pare-chocs.
La fibre de verre se caractérise par sa légèreté et sa haute résistance, avec une densité comprise entre 1,5 et 2,0. Cela ne représente qu'environ un quart à un cinquième de la densité de l'acier au carbone et même inférieure à celle de l'aluminium. Par rapport à l'acier 08F, une fibre de verre de 2,5 mm d'épaisseur a unerésistance équivalente à un acier de 1 mm d'épaisseur. De plus, la fibre de verre peut être conçue de manière flexible en fonction des besoins, offrant une meilleure intégrité globale et une excellente fabricabilité. Il permet un choix flexible de procédés de moulage en fonction de la forme, de l'usage et de la quantité du produit. Le processus de moulage est simple, ne nécessitant souvent qu’une seule étape, et le matériau présente une bonne résistance à la corrosion. Il peut résister aux conditions atmosphériques, à l’eau et aux concentrations courantes d’acides, de bases et de sels. Par conséquent, de nombreux camions utilisent actuellement des matériaux en fibre de verre pour les pare-chocs avant, les capots avant, les jupes latérales et les déflecteurs.
Heure de publication : 02 janvier 2024
