Приложение на композитни материали в леки автомобили

Композитни материали от въглеродни влакна

Въглеродните влакна (накратко) са нов вид влакнест материал с висока якост и високо модулни влакна с въглеродно съдържание над 90%. Това е микрокристален графитен материал, получен чрез карбонизация и графизация чрез подреждане на органични влакна като люспи графитни микрокристали по аксиалната посока на влакното. Въглеродните влакна са "меки отвън и твърди отвътре", специфичната му тежест е само една четвърт от тази на стоманата, но неговата якост е по-висока от тази на стоманата и има характеристиките на устойчивост на корозия и висок модул.

Предимства на въглеродните влакна

1. Композитният материал от въглеродни влакна има висока якост и модул и е най-идеалният лек и високоякостен материал на каросерията на превозното средство.

   
   

2. Когато композитният материал от въглеродни влакна срещне сблъсък, той не абсорбира енергия чрез пластмасова деформация, но става безброй малки фрагменти, така че може да абсорбира голямо количество енергия от сблъсък, което е около 4 пъти по-голямо от това на стоманената конструкция и има висока безопасност. .

   
   

3. Композитните материали от въглеродни влакна са лесни за оформяне, т.е. лесно е да се образува форма, която съответства на динамичния принцип, за да отговори на нуждите на естетика и гладка повърхност, така че да може да спаси сложните и тромави процедури за боядисване и обработка на тялото и да намали определена цена.

   
   

4. Когато се образуват композитни материали от въглеродни влакна, могат да бъдат интегрирани различни материали, което е по-благоприятно за модуларизацията и интеграцията на автомобилите по време на производството.

   
   

5. Композитният материал от въглеродни влакна е неразтворим в киселинен разтвор, алкален разтвор и органичен разтвор, а химичните му свойства са стабилни, така че има добра устойчивост на корозия, дълъг живот, почти без поддръжка и ниски разходи за поддръжка.

   
   

6. Композитните материали от въглеродни влакна имат висока якост, висок модул и няма пълзене и могат да се използват за производство на задвижващи валове конструкции. Тялото, инвестирано от Ламборгини, има изключително висока якост и твърдост, а също така е много безопасно.

Спирачните дискове и спирачните накладки на състезателните автомобили също използват композитни материали от въглеродни влакна, което прави спирачните дискове на състезателните автомобили далеч по-високи от спирачните дискове на обикновените цивилни автомобили по отношение на производителността и цената.

Въпреки това, въглеродните влакна също имат свои собствени ограничения

1. Операцията отнема време, производството на партиди е малко, а дизайнът и развитието на процеса са трудни.

   
   

2. Цените за материалите също са високи, като каросерията и шасито струват над 300 000 паунда, което е почти цената на Ферари 458 и Рейндж Роувър.

   
   

3. Това е чуплив материал, който е основно непоправим след повреда, а високата якост на въглеродните влакна е ограничена само до аксиалната посока и радиалната му якост е относително крехка, (така че често се използва, за да се възползва от неговата лека якост на опън и да се избегне извършването на страничен лагер. ударна част).

   
   

4. Връзката между въглеродни влакна и други материали също е проблем. Ако се използва традиционна болтова връзка, около връзката са склонни да възникнат пукнатини.

   
   

5. В сравнение с алуминиевата сплав, въглеродните влакна не могат да бъдат рециклирани.

Като основна част на бронята на автомобила, лъчът против сблъсък на автомобила е най-важната носеща и поглъщаща енергия част в нискоскоростния сблъсък, която може да защити пътниците и околните части. Композитните материали от въглеродни влакна имат ниска плътност, висока специфична якост, голям специфичен модул и добро поглъщане на енергия от сблъсък. След като моделът на сблъсък е установен съгласно съответните изисквания, стоманеният антисблъсъчен лъч и композитният антисблъсъчен лъч от въглеродни влакна се изпитват и симулацията на сблъсък се извършва, за да се анализира енергийното абсорбиране на двата материала. Резултатите показват, че специфичната енергийна абсорбция на въглеродните влакна е стомана. 3,7 пъти и загуба на тегло достигна 71,4%. Характеристиките на абсорбиране на енергия и лекият ефект са значително подобрени.

Пример: През 2020 г. проектира и конструира първата извита, многокуха пултруктивна карбонова греда в автомобилната индустрия, която осигурява силна защита на задния и удължен торс на Леките характеристики на също така подобряват значително управлението и икономията на гориво на Стингрей.

Хората също използват много въглеродни влакна в тялото. В сравнение с недостатъците на въглеродните влакна, споменати по-рано, серията успешно избягва и решава някои проблеми с методите и технологиите си на приложение върху каросерията. Конструкцията на каросерията на серията използва материали от въглеродни влакна в голяма площ. Новата работилница за изграждане на каросерии в завода в Лайпциг обединява композитни компоненти с въглеродни влакна, за да създаде основната структура на модула.

Смолни матрични композити

Смолните матрични композити могат не само да намалят качеството на частите с до 40%, но и да намалят производствените разходи с около 40%. Понастоящем композитните материали, подсилени със стъклени влакна, и композитните материали, подсилени с въглеродни влакна, са успешно приложени в автомобилите и са широко използвани в автомобилните интериорни и външни части.

Стъклени влакна подсилен композитен материал от смола (има добра устойчивост на корозия, добра изолация, особено добра пластичност, ниски изисквания за формове, проста технология за обработка на формове за производство на големи части на корпуса, кратък производствен цикъл и ниски разходи. За автомобили и леки автомобили използвайте композитни материали, подсилени със стъклени влакна, за да произвеждате покрития на каросерията на автомобили, предни и задни стени на леки автомобили и кабини за камиони и други части.

Матричните композити от въглеродни влакна имат серия от предимства като леко тегло и висока якост, висока якост на счупване, устойчивост на корозия, силна проективност, лесно формоване и добра производителност на амортисьори на вибрации, които не само могат да отговорят на твърдостта и лекото тегло на компонентите. Също така има очевидни предимства в безопасността на превозните средства, така че е обещаващ лек материал за автомобили. Въпреки това, той има недостатъци като висока цена и дълъг цикъл на формоване.

Понастоящем въздушните дефлектори на каросерията, предните калници и разширенията на предния калник, капаците на фаровете, капаците на двигателя, декоративните ленти, задните панели и др., усилвателите на каросерията, произведени чрез технология за трансферно формоване (и др.