Kabòn fib jeneralman konbine avèk résine epoksidik pou fòme yon materyèl konpoze. Sa a materyèl konpoze erite yon seri de avantaj tankou espesifik fòs, modil espesifik, fòs fatig ak absòpsyon enèji ak rezistans chòk nan fib kabòn tèt li. An menm tan an, li eritye epoksidik. Resin fòmil résine se fleksib ak divès, epi li se aplikasyon an vize. Konpare ak aliminyòm alyaj pati estriktirèl, efè rediksyon pwa nan konpoze fib kabòn ka rive jwenn 20% a 40%. Konpare ak pati metal asye, efè rediksyon pwa nan materyèl fib kabonik konpoze ka rive nan 60% a 80%. Sèvi ak materyèl fib kabonik konpoze Se pa sèlman li redwi bon jan kalite a nan machin nan tout antye, men li te afekte epi chanje pwosesis fabrikasyon otomobil nan yon sèten mezi.
1 Pwosesis kalite
Kabòn Fibre ranfòse Polymers (CFRP) refere a yon materyèl ki te jwenn pa konbine fib kabòn kòm yon faz ranfòse ak yon materyèl résine tèrmoplastik oswa tèrmezi. Teknoloji manifakti nan CFRP konpoze sitou gen ladan prepreg ak likid fòme pwosesis. Analiz konparatif de kalite pwosesis fibre composés materyèl polymère matris yo montre nan Tablo 1.
2 Automotive pati koneksyon asanble teknoloji
Konbine asanble ant konpoze pati otomobil ak koneksyon ant pati konpoze yo ak konpozan metal se yon pwoblèm inevitab. Materyèl la konpoze se anisotropic, fòs la interlayer se relativman ba, ak duktility a se ti, ki fè konsepsyon an ak analiz de jwenti yo konpoze pi plis konplike pase metal la. Koneksyon ki genyen ant pati nan metal tradisyonèl nan endistri otomobil la pa aplikab a materyèl yo konpoze. Koneksyon, Se poutèt sa, li enpòtan pou konprann ak amelyore wout la nan ki konpoze otomobil yo ansanm ak garanti.
Konsantrasyon estrès lokal la ki te koze pa kontinwite nan fib yo kase. Jwenti konpoze se anjeneral lyen ki pi fèb nan estrikti a an jeneral, kidonk asire fòs jwenti se kle nan konsepsyon konsepsyon estriktirèl. Materyèl konpoze se sitou divize an twa kategori, savwa, kole jwenti, jwenti mekanik, ak jwenti ibrid nan de la. Pou konpozitè tèmoplastik, gen tou teknik soude. Konpozite jwenti konsepsyon teknoloji bezwen yo dwe detèmine dapre itilizasyon an espesifik nan eleman ak konsepsyon kondisyon yo.
2.1 koneksyon lakòl
Konpare ak koneksyon mekanik la, avantaj prensipal la nan teknoloji a lyezon se ke pa gen okenn konsantrasyon estrès ki te koze pa ouvèti a, se estrikti bon jan kalite a redwi, rezistans a fatig, Vibration tranpaj la ak pèfòmans nan izolasyon yo se bon, aparans la se lis ak lis, pwosesis la lyezon se senp, epi pa gen okenn pwoblèm korozyon electrochemical. Sepandan, teknoloji lyezon an tou gen kèk enpèfeksyon, tankou difikilte nan kontwòl kalite nan lyezon an, gwo dispèsyon nan fòs lyezon, mank metòd enspeksyon serye, kondisyon strik pou tretman sifas ak pwosesis lyezon nan sifas la lyezon. Pou fib kabòn konpoze kò, lakòl se koneksyon prensipal la.
2.2 Koneksyon mekanik
Koneksyon mekanik tipikman itilize rive ak boulon epi yo kalite ki pi komen nan koneksyon. Avantaj prensipal la nan koneksyon mekanik la se fyab nan segondè nan koneksyon an, repete demonte a ak tout pèp pandan antretyen oswa ranplasman, bezwen an fè fas ak sifas la, ak enpak sou anviwònman an se relativman ti. Dezavantaj prensipal la nan rantre nan mekanik se ke li ogmante bon jan kalite a, ki lakòz konsantrasyon estrès, ak lakòz korozyon electrochemical an kontak ak konpoze an. Se konparezon an nan koneksyon an Rivet ak koneksyon an boulon yo montre nan Figi 1.
2.3 Melanj koneksyon
Pou amelyore sekirite ak entegrite nan koneksyon an, nan kèk pati koneksyon enpòtan, se metòd la koneksyon ibrid nan koneksyon lakòl ak koneksyon mekanik anjeneral yo itilize nan menm tan an, ak avantaj ki genyen nan de metòd yo koneksyon yo konplètman itilize asire ase fòs ak pwen koneksyon segondè. Fyab.
2.4 Soudi
Teknik soude se sitou aplike nan pati konpoze thermoplastic. Prensip debaz la se chofe résine a sou sifas la nan konpoze an melodi thermoplastic, ak Lè sa a, presize epi rantre nan yo. Gen twa metòd prensipal nan soude: soude ultrasons, elektrik soude endiksyon ak soude rezistans. Avantaj ki genyen nan soude yo se efè koneksyon bon ak sik kout, pa gen okenn tretman sifas, segondè fòs jwenti, ba estrès, elatriye; Dezavantaj la se ke li se pa fasil yo demonte, e li nesesè yo ajoute materyèl kondiktif oswa fil elektrik. Anplis de sa, nan pwosesis la bòdi nan manm nan konpoze estriktirèl, ka konektè a metal dwe entegre nan preform nan fib, ak materyèl la konpoze ak metal eleman an entegre yo entegre apre bòdi a, ak eleman nan konpoze ka konekte pa metal la entegre eleman pou fè pou evite konjim domaj.
3 Avantaj aplikasyon pou otomobil
Yon nimewo de faktè bezwen konsidere lè chwazi materyèl otomobil, tankou pwopriyete mekanik, ki lejè, estabilite materyèl, desenibilite materyèl, ak processability. Chak faktè pral gen yon enpak siyifikatif sou konsepsyon, pwodiksyon, lavant ak itilizasyon machin nan. Nan dènye ane yo, Polonè Fibre ranfòse Polymers (CFRP) te vin yon nouvo materyèl otomobil ak karakteristik pèfòmans inik li yo. Kabòn fib ranfòse konpozan polymère matris gen avantaj ki genyen nan sa yo sou lòt materyèl otomobil.
3.1 Ekselan pwopriyete mekanik
Kabòn fibre ranfòse rezin matris konpoze (CFRP) gen yon dansite de 1.5 a 2 g / cm3, ki se sèlman 1/4 a 1/5 nan òdinè kabòn asye, e se sou 1/3 pi lejè pase alyaj aliminyòm, men fib kabòn materyèl konpoze Pwopriyete yo konplè mekanik yo siyifikativman pi bon pase sa yo ki nan materyèl metalik, ak fòs nan tensile se 3 a 4 fwa sa yo ki an asye. Fòs fatig nan asye ak aliminyòm se 30% a 50% nan fòs rupture, pandan y ap CFRP ka rive jwenn 70% a 80%. An menm tan an, CFRP tou te gen pi bon Vibration karakteristik tranpaj pase metal limyè. Pou egzanp, alyaj limyè bezwen 9s yo sispann Vibration. Materyèl fib kabonik konpoze ka sispann pou 2 segonn, ak fòs espesifik ak modil espesifik yo wo anpil.
3.2 Designable
Materyèl fib kabonik konpoze a gen gwo dégradabilite, epi li ka chwazi materyèl la baz rezonab selon egzijans pèfòmans lan, konsepsyon aranjman fib yo ak fòm estriktirèl la nan materyèl la konpoze, ak fleksib konsepsyon pwodwi a. Pou egzanp, pa fè aranjman pou fib kabòn yo nan direksyon fòs la, anisotropi nan fòs nan materyèl la konpoze ka konplètman itilize, kidonk reyalize bi pou yo ekonomize materyèl ak diminye bon jan kalite. Pou pwodwi ki mande rezistans korozyon, ka yon materyèl baz ak bon rezistans korozyon dwe chwazi pou konsepsyon.
3.3 Manifakti entegre se posib
Modularite ak entegrasyon yo tou se yon tandans devlopman nan estrikti otomobil. Materyèl konpoze se fasil yo fòme sifas koube nan fòm divès kalite pandan bòdi, pèmèt fabrike a entegre nan pati otomobil. Bidjè entegre Integrated pa ka sèlman redwi kantite pati ak kantite mwazi, diminye kantite pati ak lòt pwosesis, men tou, anpil diminye sik la pwodiksyon an. Pou egzanp, si modil la devan fen nan otomobil la te fè nan materyèl fib kabonik konpoze, li ka reyalize entegral entegre bòdi, evite konsantrasyon estrès lokal ki te koze pa soude tayè ki vin apre ak pwosesis ki vin apre nan pati metal, ak diminye pati otomobil pandan y ap asire presizyon pwodwi ak amelyore pèfòmans. Kalite, diminye depans fabrikasyon yo.
3.4 Absòpsyon enèji ak rezistans enpak
Kabòn fibre ranfòse rezin matris konpoze (CFRP) gen yon viskoelastisite sèten, epi gen yon ti tay mosyon lokal relatif ant fib kabòn ak matris la, sa ki ka jenere friksyon entèfas. Anba sinèrji nan viskoelastisite ak friksyon interfacial, pati CFRP gen pi bon absòpsyon enèji ak rezistans enpak. Nan lòt men an, espesyalman tise chabon fib konpoze kolizyon enèji absòbe estrikti a kraze nan pi piti fragman nan gwo vitès kolizyon, absòbe yon gwo kantite enpak enèji, ak kapasite enèji absòpsyon li yo se 4 a 5 fwa pi wo pase sa yo ki nan materyèl metal, ki ka efektivman amelyore veyikil la. Sekirite pou pwoteje sekirite manm.
3.5 Bon rezistans korozyon
Fasil materyèl materyèl konpoze materyèl kabòn se sitou ki konpoze de kabòn fibre ak materyèl résine, e li gen ekselan asid ak rezistans alkali. Pati yo otomobil ki fabrike pa menm bagay la tou pa bezwen tretman kowozyon kowozyon, epi yo gen bon rezistans tan ak rezistans aje, ak lavi sa a sèvis se jeneralman Li se 2 a 3 fwa sa yo ki an asye.
3.6 Bon pèfòmans tanperati
Fas kabòn lan gen yon pèfòmans trè stab anba a 400 ° C epi li pa chanje anpil nan 1 000 ° C.
3.7 Bon rezistans fatig
Fasil kabòn la ranfòse materyèl gen yon antrav nan kwasans nan fatig fatig nan fib la, ak rezistans fatig li yo ka rive jwenn 70% a 80%. Estrikti fib kabòn lan estab, ak fòs nan materyèl la konpoze apre tès sik la estrès fatig se dè milyon de fwa. Gen toujou 60%, pandan y ap asye ak aliminyòm yo se 40% ak 30% respektivman, ak FRP se sèlman 20% a 25%. Se poutèt sa, rezistans a fatig nan konpoze fib kabòn se apwopriye pou yon pakèt aplikasyon pou nan endistri otomobil la.
4 Ekonomik analiz de nouvo enèji pasaje machin yo
Akòz referans a nan fib kabòn, ka pwa a nan kò a ap redwi pa plis pase 50%. Lè w pran pèt la pèdi nan 100kg nan modèl la tipik yon klas kòm yon egzanp, pwa a nan machin nan antye se trè evidan. Li ka eksplike nan aspè sa yo: 1 pou 1 Pou yon machin pasaje ki gen yon distans kondwi 300km ak yon konsomasyon pouvwa nan 45kW · h, ka menm ranje a kondwi ap redwi pa 3.6kW · h pa ekspè nan endistri "100kg rediksyon pwa ak yon ogmantasyon de 8% kondwi ranje ". Pri a ekonomize batri a se sou 0.6 milyon dola Yuan; 2, ak yon sik lavi nan 400,000 kilomèt ak yon pri elektrisite mwayèn nan 0.9 yuan / kWh, pri a elektrisite ka sove nan sik lavi a nan veyikil la pa 400,000 / 100 × 1.2 × 0.9 = 0.32 milyon dola Yuan. 100km ekonomize kalkil elektrik 1.2kW · h); 3 Paske aplikasyon materyèl fib kabòn yo, pran echèl pwodiksyon 50,000 machin kòm yon egzanp, envestisman ki sove nan teknoloji ak ekipman konvèti nan ekivalan ekonomik elektrik machin yo, nan chak machin. Amortissement la pral sove sou 2,000 Yuan; 4 paske se pwosesis la senp, pri a pèsonèl ka sove omwen 1,000 Yuan / Taiwan.
An total, pri an mwayèn pou chak machin se 0.6 + 0.432 + 0.2 + 0.1 = 1.33 milyon dola, men depans sa yo pa ase konpanse ogmantasyon nan pri a nan materyèl nan tèt li akòz entwodiksyon de fib kabòn. Li ka wè ke aplikasyon an nan kò fib kabòn toujou gen yon gwo pwoblèm. Si ou vle ankouraje kò lejè, ou ka sèlman kòmanse soti nan diminye envestisman an nan teknoloji ak ekipman. An total, pri an mwayèn pou chak machin se 0.6 + 0.432 + 0.2 + 0.1 = 1.33 milyon dola, men depans sa yo pa ase konpanse ogmantasyon nan pri a nan materyèl nan tèt li akòz entwodiksyon de fib kabòn. Li ka wè ke aplikasyon an nan kò fib kabòn toujou gen yon gwo pwoblèm.
Si ou vle ankouraje kò lejè, ou ka sèlman kòmanse soti nan diminye envestisman an nan teknoloji ak ekipman.
Si otomobil la reyalize mas pwodiksyon nan kò fib kabòn, pri a nan materyèl la fib kabòn tèt li pral tou gout drastikman, ak tout efè endistri a pral byen gwo, ak benefis ekonomik yo ap vin pi plis ak plis evidan. Sa yo se sèlman analize de pèspektiv nan fib kabòn. Si nou konsidere faktè a nan diminye pwa nan kò a alyaj aliminyòm pa 50kg, efè ekonomik la se pwòp tèt ou-evidan.
5 pou devlopman nan kò a
Nan sans de karakteristik sa yo nan kabòn fibre ranfòse materyèl konpoze, materyèl sa yo yo piti piti te favorize pa manifaktirè otomobil. Li estime ke nan sektè otomobil la, itilizasyon kabòn fib ap grandi nan yon pousantaj anyèl mwayèn nan 34% epi yo pral rive nan 23,000 tòn pa 2020. Figi 2 se yon plan pou devlopman nan fib kabòn ranfòse konpoze pou kò a.
Kounye a, fib kabòn ranfòse materyèl konpoze yo sitou itilize pou kouvri kò, pati dekoratif ak manm estriktirèl sou kò a. Pou egzanp, BMW te itilize konpozan fib kabòn fè pati kò a estriktirèl nan yon varyete modèl li te devlope, ki te vin yon moman enpòtan pou konbine fib kabòn nan manifakti otomobil. An menm tan an, BMW gen plis kolaborasyon ak SGL (SGL) envesti 100 milyon ero yo devlope fib kabòn ki ba-pri ak ogmante pwodiksyon fib kabòn nan 3,000 tòn chak ane a 9000 tòn al kontre k ap grandi BMW a-seri machin elektrik ak lòt moun. Demann pou modèl yo.
6 Konklizyon
An rezime, kabòn fibre ranfòse résine matris konpoze (CFRP) yo te vin tounen yon direksyon devlopman enpòtan pou nouvo materyèl otomobil nan lavni an akòz avantaj inik pèfòmans yo. Sepandan, si materyèl sa a dwe ankouraje epi aplike nan jaden otomobil la, li nesesè pou yo kòmanse rechèch kolaborasyon endistri, akademi ak rechèch nan aspè sa yo: 1 pou plis chèche yon précurseur kabòn pi ba pri; 2 pou devlope nouvo pwosesis pou manifakti fib kabòn, tankou estabilite materyèl précurseur yo. 3; Optimize paramèt pwosesis fabrikasyon fib kabòn oswa itilize fib kabòn nano pou amelyore pèfòmans CFRP konpoze yo; 4 devlope CFRP vitès ak efikasite teknoloji manifakti bòdi, tankou teknoloji rapid geri, konpoze materyèl teknoloji kontwòl koule; 5 Sèvi ak òdinatè analiz simulation teknoloji (CAE) pou chwazi diferan fib kabòn konpoze materyèl yo ak optimize paramèt pwosesis bòdi.
-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --------------
XIAMEN LFT COMPOSITE PLASTIK CO, LTD.
Konsantre sou (LFT-G, LFRT) R & D ak pwodiksyon: PA, PP, TPU, P, PBT, PPA long fib vè ak kabòn fibre kontinyèl enfiltrasyon thermoplastic composite ranfòsman seri jeni plastik
Si ou bezwen plis enfòmasyon, tanpri ou lib pou kontakte m.
Mike Lee
Imèl: sale02@lfrtplastic.com
Telefòn mobil: + 86-180-5026-9764 (wechat / whatsapp / skype)
Sit wèb: www.lfrt-plastic.com
Add: No.27 Hongxi Road, Tiangong Chuangxin Teknoloji Park, Maxiang Town, Xiang'an Dist., Ksiamèn, Fujian, Lachin.
