長玻璃增強復(fù)合材料在商用車中的應(yīng)用

長玻璃增強復(fù)合材料在商用車中的應(yīng)用

1復(fù)合材料質(zhì)量占了1/3%通過美國車輛工業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在1.540kg汽車總重量中，大部分為65.2%，其余為1.5%。塑料材料為4.5%。熱固性材料為1%。只有少數(shù)材料參與了增強材料。因此，隨著低碳經(jīng)濟時代的到來，環(huán)保材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用有很大的擴展空間。2增強熱固性材料的應(yīng)用2.12地域trt在2006年,美國熱固性復(fù)合材料在車輛中的使用總量約為16萬t,其中50%以上用在重型卡車上,其次為輕型卡車。具體應(yīng)用部件為:外部覆蓋件包括導(dǎo)流罩、保險杠、輪包圍等,分布情況見圖2。2.2新應(yīng)用的示例2.2.1熱固性復(fù)合材料面組合2006福特皮卡的車斗應(yīng)用了熱固性復(fù)合材料,如圖3所示。該應(yīng)用方案包括的熱固性復(fù)合材料有:(1)多片SMC構(gòu)成的廂底組合。(2)綜合一體化的儲存廂。(3)SMC外包圍件。(4)可選擇的后座位檔板。2.2.2熱固性復(fù)合材料的應(yīng)用2006-Jeep車頂也應(yīng)用了熱固性復(fù)合材料,如圖4所示。該應(yīng)用方案包括的熱固性復(fù)合材料有:(1)Jeep由3片SMC產(chǎn)品組成的硬頂。(2)并行的SMC遮陽板。(3)由復(fù)合材料制作的遮陽板,便于用戶移動。2.2.3材料mecden-huntingon本田工具車應(yīng)用了復(fù)合材料車廂,如圖5、圖6所示。該應(yīng)用方案包括的熱固性復(fù)合材料為若干片復(fù)合材料(高強度SMC)及部分鋼結(jié)構(gòu)組成的儲存系統(tǒng)。由Meridian-Huntington整體組裝并噴涂后交付給Honda-Alliston。該系統(tǒng)耐腐蝕,耐撞擊,可上鎖,防雨水,并能提供0.24m3的存儲空間。2.2.4引蚤蓋地位組件馬克柴油車引擎蓋罩采用復(fù)合材料,如圖7所示。該應(yīng)用方案包括熱固性復(fù)合材料乙烯基樹脂SMC引擎蓋罩組件。由Meridian-Lenoir(NC)總成及噴涂,供應(yīng)給Mack卡車公司。和競爭產(chǎn)品相比,該車輛明顯減輕了重量。同時,該方案改善了車輛的NVH(噪聲noise,振動vibration,聲振粗糙度harshness)特性。3長纖維素增強pp材料在產(chǎn)品制造中的應(yīng)用傳統(tǒng)的增強熱塑性復(fù)合材料包括GMT、短切玻璃纖維增強尼龍,短切玻璃纖維增強PP、PBT及PET等。近年來,多家公司開發(fā)并推廣長玻璃纖維增強PP材料的應(yīng)用。該材料具有密度低,力學(xué)性能高,原材料成本較低,耐水性好,部件成型工藝性好等優(yōu)勢,越來越多地得到汽車工業(yè)的認可。這里我們重點介紹長玻璃纖維增強PP材料(LFTP)在結(jié)構(gòu)件及半結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用,如圖8所示。下面具體介紹一下應(yīng)用部件。3.1不同品牌的汽車成型工藝該部件采用LFT粒子注射成型或DLFT模壓成型,如圖9所示。不同品牌的汽車的具體成型工藝見表1。該部件材料開發(fā)是為了提高結(jié)構(gòu)和降噪性能,它還具有的優(yōu)點有材料單一,能回收利用,減輕重量,降低成本。3.2.3注射成型工藝福特Fiesta采用LFTP制造汽車門板,如圖10所示。該部件重1kg,采用注射成型工藝。該部件和鋼材相比,降低了重量,節(jié)省了成本;便于組裝;功能綜合性提高;干濕分離;聲阻尼效果改善。3.2.4lftp部件結(jié)構(gòu)寶馬MiniCooper整車質(zhì)量為1125kg,其前端框架采用LFTP部件(圖11),質(zhì)量為3kg。其優(yōu)點為:和鋼材相比節(jié)省了成本,減輕了重量;部件整體性能高。4新的纖維應(yīng)用4.1復(fù)合填充材料SilentexTM是OCV經(jīng)過膨化處理的Advanex█玻璃纖維。主要應(yīng)用于排氣管填充材料。它表現(xiàn)出抗腐蝕、耐高溫、絕熱和吸音的特性,可以用于汽車、重裝車輛和工業(yè)排氣系統(tǒng)的降噪應(yīng)用。最常用的填充式消音器的制造商們通過研究發(fā)現(xiàn),不僅僅要選擇恰當?shù)奈舨牧?更重要的是要保持吸音材料留在消音器中。傳統(tǒng)的吸音填充材料如玄武巖棉或其他非連續(xù)的纖維材料,會隨時間而粉末化,被吹出消音器,從而導(dǎo)致消音能力的下降,又污染環(huán)境。如果添加不銹鋼絲絨等來保持填充物,不僅增加成本,也增加了重量。OCVSilenexTM系統(tǒng),采用單股連續(xù)的Advantex█玻璃纖維粗紗作為填充材料,其軟化溫度比傳統(tǒng)無堿玻纖高出80℃,能更好地抵御高溫排放的廢氣的腐蝕作用,同時在極苛刻的條件下,也能保持在消音器中不被吹出,從而達到了汽車廠商們所要求的長期保證。圖13為普通玻纖紗和Advantex█玻纖紗作為吸音材料用于汽車消音器的對比圖。4.2acustix模壓生產(chǎn)AcoustiMax是一種由玻璃纖維及PP混合成型的氈狀復(fù)合材料。根據(jù)不用的應(yīng)用要求(聲學(xué),剛度,強度)來設(shè)計組分和規(guī)格。加熱后在低壓力下模壓成型。AcoustiMax在車輛中可生產(chǎn)頂棚、天窗板、門板、A柱填充、衣帽架及座椅背襯等多種部件,如圖14所示。AcoustiMax的優(yōu)勢包括(1)可以一步加工。(2)改善了模壓加工性能。(3)較高的強度-重量比。(4)可以滿足復(fù)雜的設(shè)計。(5)產(chǎn)品穩(wěn)定性高。(6)可提供多種具有代表性的厚度,以適應(yīng)不同產(chǎn)品。(7)消除產(chǎn)品縫隙。(8)提高聲學(xué)性能。5提供更高的設(shè)計方案復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用將是長期增長的,這種增長依靠復(fù)合材料行業(yè)的持續(xù)的創(chuàng)新,而創(chuàng)新的需求將來自于:(1)將部件的整合性做到最大化一獲得更輕的重量,更低的成本。(2)為客戶提供獨到的設(shè)計方案,例如皮卡車斗及相關(guān)存儲系統(tǒng)