Yn gyffredinol, cyfunir ffibr carbon â resin epocsi i ffurfio deunydd cyfansawdd. Mae'r deunydd cyfansawdd hwn yn etifeddu cyfres o fanteision megis cryfder penodol, modiwlau penodol, cryfder blinder ac amsugno ynni a gwrthsefyll sioc ffibr carbon ei hun. Ar yr un pryd, mae'n etifeddu epocsi. Mae dyluniad y fformiwla resin yn hyblyg ac yn amrywiol, ac mae'r cais wedi'i dargedu. O'i gymharu â rhannau strwythurol aloi alwminiwm, gall effaith lleihau pwysau cyfansawdd ffibr carbon gyrraedd 20% i 40%. O'i gymharu â rhannau metel dur, gall effaith lleihau pwysau deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon gyrraedd 60% i 80%. Defnyddio deunyddiau cyfansawdd ffibr carbon Nid yn unig y mae wedi lleihau ansawdd y cerbyd cyfan, ond mae hefyd wedi effeithio ar y broses gweithgynhyrchu automobile a'i newid i ryw raddau.
1 Math o broses
Mae Polymerau â Ffibr Carbon Atgyfnerth (CFRP) yn cyfeirio at ddeunydd a geir trwy gyfuno ffibrau carbon fel cam atgyfnerthu â deunydd resin thermoplastig neu thermosetting. Mae technoleg gweithgynhyrchu cyfansoddion CFRP yn bennaf yn cynnwys prosesau prepreg a phrosesau ffurfio hylif. Dangosir y dadansoddiad cymharol o'r mathau o brosesau cyfansawdd matrics polymerau atgyfnerthu ffibr carbon yn Nhabl 1.
2 dechnoleg modur cysylltiad rhannau modurol
Mae'r cydosodiad rhwng rhannau modurol cyfansawdd a'r cysylltiad rhwng rhannau cyfansawdd a chydrannau metel yn broblem anochel. Mae'r deunydd cyfansawdd yn anisotropig, mae'r cryfder rhynglyd yn gymharol isel, ac mae'r ductility yn fach, sy'n gwneud dyluniad a dadansoddiad o'r cymalau cyfansawdd yn llawer mwy cymhleth na'r metel. Nid yw'r cysylltiad rhwng rhannau metel traddodiadol y diwydiant modurol yn berthnasol i'r deunyddiau cyfansawdd. Mae cysylltiadau, felly, yn hanfodol i ddeall a gwella'r ffordd y mae cyfansoddion modurol yn cael eu hymuno a'u sicrhau.
Mae crynodiad straen lleol yn cael ei achosi gan barhad y ffibrau wedi'u torri. Fel arfer, mae cymalau cyfansawdd yn y cyswllt gwannaf yn y strwythur cyffredinol, felly mae sicrhau cryfder ar y cyd yw'r allwedd i ddyluniad strwythurol cyfansawdd. Rhennir deunyddiau cyfansawdd yn bennaf yn dri chategori, sef, cymalau gludiedig, cymalau mecanyddol, a chymalau hybrid y ddau. Ar gyfer cyfansawdd thermoplastig, mae technegau weldio hefyd. Mae angen pennu dylunio technoleg ar y cyd cyfansawdd yn seiliedig ar y defnydd penodol o'r gofynion cydran a dylunio.
2.1 cysylltiad glud
O'i gymharu â'r cysylltiad mecanyddol, prif fantais y dechnoleg bondio yw nad oes crynhoad straen yn cael ei achosi gan yr agoriad, mae ansawdd y strwythur yn cael ei leihau, mae'r ymwrthedd blinder, y lleithder dirgryniad a'r perfformiad inswleiddio'n dda, mae'r ymddangosiad yn llyfn ac yn llyfn, mae'r broses bondio yn syml, ac nid oes unrhyw broblem cyrydu electrocemegol. Fodd bynnag, mae gan y dechnoleg bondio rai diffygion hefyd, megis anhawster rheoli ansawdd y bondio, gwasgariad mawr o gryfder bondio, diffyg dulliau arolygu dibynadwy, gofynion llym ar gyfer triniaeth arwyneb a phroses bondio yr arwyneb bondio. Ar gyfer corff cyfansawdd ffibr carbon, glud yw'r prif gysylltiad.
2.2 Cysylltiad mecanyddol
Fel arfer mae cysylltiadau mecanyddol yn defnyddio rhybedi a bolltau ac mai'r math mwyaf cyffredin o gysylltiad ydyw. Prif fantais y cysylltiad mecanyddol yw dibynadwyedd uchel y cysylltiad, y dadelfeniad a chynulliad ailadroddus yn ystod cynnal a chadw neu ailosod, yr angen i ddelio â'r wyneb, ac mae'r effaith ar yr amgylchedd yn gymharol fach. Prif anfantais ymuno mecanyddol yw ei fod yn cynyddu ansawdd, yn achosi crynhoad straen, ac yn achosi cyrydiad electrocemegol mewn cysylltiad â'r cyfansawdd. Dangosir cymhariaeth y cysylltiad rivet a'r cysylltiad bollt yn Ffigur 1.
2.3 Cysylltiad cymysg
Er mwyn gwella diogelwch a chywirdeb y cysylltiad, mewn rhai rhannau cysylltiedig pwysig, defnyddir y dull cysylltiad hybrid o gysylltiad glud a chysylltiad mecanyddol fel arfer ar yr un pryd, a defnyddir manteision y ddau ddull cysylltiad yn llawn i sicrhau bod digon o gysylltiad cryfder a phwynt cyswllt uchel. dibynadwyedd.
2.4 Weldio
Defnyddir technoleg Weldio yn bennaf i rannau cyfansawdd thermoplastig. Yr egwyddor sylfaenol yw gwresogi'r resin ar wyneb y cyfansawdd thermoplastig tawdd, ac yna pwysleisio ac ymuno â nhw. Mae tri phrif ddull o weldio: weldio ultrasonic, weldio anwytho trydanol a weldio gwrthiant. Mae manteision weldio yn effaith cysylltiad da a chylch byr, dim triniaeth arwyneb, cryfder ar y cyd uchel, straen isel, ac ati; yr anfantais yw nad yw'n hawdd ei ddadelfennu, ac mae angen ychwanegu deunyddiau neu wifrau achlysurol. Yn ogystal, ym mhroses mowldio'r aelod strwythurol cyfansawdd, gall y cysylltydd metel gael ei ymgorffori yn y rhagbrofi ffibr, ac mae'r deunydd cyfansawdd a'r elfen wreiddio metel yn cael eu hintegreiddio ar ôl y mowldio, a gellir cysylltu'r elfen gyfansawdd gan y metel a fewnosodwyd cydran i osgoi cyfansoddion difrod wedi'u peiriannu.
3 Manteision cais ar gyfer automobiles
Mae angen ystyried nifer o ffactorau wrth ddewis deunyddiau modurol, megis eiddo mecanyddol, ysgafn, sefydlogrwydd deunydd, dyluniad deunydd, a phrosesoldeb. Bydd pob ffactor yn cael effaith sylweddol ar ddylunio, cynhyrchu, gwerthu a defnyddio'r car. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae Polymerau Gwyrdd Fiber Carbon (CFRP) wedi dod yn ddeunydd modurol newydd gyda'i nodweddion perfformiad unigryw. Mae gan y cyfansawdd matrics polymerau atgyfnerthiedig â ffibr carbon â manteision canlynol dros ddeunyddiau modurol eraill.
3.1 Priodweddau mecanyddol ardderchog
Mae dwysedd o 1.5 i 2 g / cm3 yn y cyfansawdd matrics resin a atgyfnerthir i ffibr carbon (CFRP), sef dim ond 1/4 i 1/5 o ddur carbon cyffredin, ac mae tua 1/3 yn ysgafnach nag alw alwminiwm, ond mae ffibr carbon deunydd cyfansawdd Mae'r eiddo mecanyddol cynhwysfawr yn sylweddol well na deunyddiau metelaidd, ac mae cryfder y trac yn 3 i 4 gwaith o ddur. Mae cryfder blinder dur ac alwminiwm yn 30% i 50% o gryfder y trac, tra gall CFRP gyrraedd 70% i 80%. Ar yr un pryd, mae gan CFRP well nodweddion llaith dirgryniad yn well na metel ysgafn. Er enghraifft, mae angen aloi ysgafn 9 i atal dirgryniad. Gellir stopio'r deunydd cyfansawdd ffibr carbon am 2 eiliad, ac mae'r cryfder penodol a'r modiwlau penodol yn uchel.
3.2 Nodadwy
Mae gan y deunydd cyfansawdd ffibr carbon ddyluniad cryf, a gallant ddewis y deunydd sylfaen yn rhesymol yn ôl y gofyniad perfformiad, dylunio trefniant y ffibrau a ffurf adeileddol y deunydd cyfansawdd, a dylunio'r cynnyrch yn hyblyg. Er enghraifft, trwy drefnu'r ffibrau carbon i gyfeiriad yr heddlu, gellir defnyddio anisotropi cryfder y deunydd cyfansawdd yn llawn, gan sicrhau'r diben o arbed deunyddiau a lleihau ansawdd. Ar gyfer cynhyrchion sydd angen ymwrthedd cyrydiad, gellir dewis deunydd sylfaen gyda gwrthiant cyrydiad da ar gyfer dylunio.
3.3 Mae gweithgynhyrchu integredig yn bosibl
Mae modiwlaidd ac integreiddio hefyd yn duedd ddatblygiad o strwythur automobile. Mae deunyddiau cyfansawdd yn hawdd i ffurfio arwynebau crwm o wahanol siapiau yn ystod mowldio, gan alluogi gweithgynhyrchu integredig rhannau modurol. Ni all mowldio integredig leihau nifer y rhannau a'r nifer o fowldiau yn unig, lleihau nifer y rhannau a phrosesau eraill, ond hefyd yn lleihau'r cylch cynhyrchu yn fawr. Er enghraifft, os yw modiwl blaen blaen yr automobile wedi'i wneud o ddeunydd cyfansawdd ffibr carbon, gall wireddu mowldio integredig annatod, gan osgoi crynhoad straen lleol a achosir gan weldio teilwra dilynol a phrosesu rhannau metel yn dilyn hynny, a lleihau rhannau Automobile tra'n sicrhau cywirdeb cynnyrch a gwella perfformiad. Ansawdd, lleihau costau gweithgynhyrchu.
3.4 Amsugno ynni ac ymwrthedd effaith
Mae gan y cyfansawdd matrics resin atgyfnerthu ffibr carbon (CFRP) rywfaint o fethelaela, ac mae yna gynnig cymharol lleol bach rhwng y ffibr carbon a'r matrics, a all greu ffrithiant rhyngwynebol. O dan y synergedd o fyscoelastigrwydd a ffrithiant rhyngwynebol, mae gan rannau CFRP amsugno ac ymwrthedd effaith yn well. Ar y llaw arall, mae'r strwythur amsugno ynni gwrthddefnyddio cyfansawdd ffibr carbon uchel sydd wedi'i wehyddu'n arbennig yn darnau llai mewn gwrthdrawiad cyflym, yn amsugno llawer iawn o egni effaith, ac mae ei allu amsugno ynni rhwng 4 a 5 gwaith yn uwch na deunyddiau metel, sy'n gallu gwella'r cerbyd yn effeithiol. Diogelwch i amddiffyn diogelwch aelodau.
3.5 Gwrthiant cyrydiad da
Mae'r deunydd cyfansawdd mathemateg polymer a atgyfnerthir yn y ffibr carbon yn cynnwys cyffwrdd ffibr carbon a deunydd resin yn bennaf, ac mae ganddi wrthwynebiad asid ac alcali rhagorol. Nid oes angen triniaeth wrthwynebiad wyneb ar y rhannau Automobile a weithgynhyrchir gan yr un peth, ac mae ganddynt wrthwynebiad tywydd da a gwrthsefyll heneiddio, ac mae bywyd y gwasanaeth yn gyffredinol Mae 2 i 3 gwaith o ddur.
3.6 Perfformiad tymheredd da
Mae gan y ffibr carbon berfformiad sefydlog iawn o dan 400 ° C ac nid yw'n newid llawer ar 1 000 ° C.
3.7 Gwrthiant blinder da
Mae'r deunydd a atgyfnerthir gan y ffibr carbon yn rhwystr i dyfiant crac blinder y ffibr, a gall ei wrthsefyll blinder gyrraedd 70% i 80%. Mae strwythur y ffibr carbon yn sefydlog, a chryfder y deunydd cyfansawdd ar ôl y prawf beiciau o fraster straen yw miliynau o weithiau. Mae yna 60% o hyd, tra bod dur ac alwminiwm yn 40% a 30% yn y drefn honno, ac mae FRP dim ond 20% i 25%. Felly, mae ymwrthedd blinder cyfansoddion ffibr carbon yn addas ar gyfer ystod eang o geisiadau yn y diwydiant modurol.
4 Dadansoddiad economaidd o gerbydau teithwyr ynni newydd
Oherwydd cyfeirio ffibr carbon, gall pwysau'r corff gael ei leihau gan fwy na 50%. Gan gymryd y pwysau o golli 100kg o'r model dosbarth A nodweddiadol fel enghraifft, mae pwysau'r cerbyd cyfan yn amlwg iawn. Gellir ei esbonio o'r agweddau canlynol: 1 am 1 Ar gyfer car deithwyr gyda phellter gyrru o 300km a defnydd pŵer o 45kW · h, gall yr un ystod gyrru leihau 3.6kW · h gan arbenigwr y diwydiant "100kg y lleihau pwysau a chynnydd o 8% o ystod gyrru ". Y gost arbed batri yw tua 0.6 miliwn o yuan; 2, gyda chylch bywyd o 400,000 cilomedr a chost trydan gyfartalog o 0.9 yuan / kW · h, gellir arbed y gost trydan yng nghylch bywyd y cerbyd gan 400,000 / 100 × 1.2 × 0.9 = 0.32 miliwn yuan. Arbed 100km 1.2kW · cyfrifiad trydan h); 3 Oherwydd cymhwyso deunyddiau ffibr carbon, gan gymryd graddfa gynhyrchu 50,000 o gerbydau fel enghraifft, mae'r buddsoddiad a arbedwyd mewn technoleg ac offer yn cael ei drosi yn gyfwerth economaidd cerbydau trydan ym mhob cerbyd. Bydd yr amorteiddio yn arbed tua 2,000 yuan; 4 oherwydd bod y broses wedi'i symleiddio, gellir arbed cost personél o leiaf 1,000 yuan / Taiwan.
Yn gyfan gwbl, y gost gyfartalog fesul cerbyd yw 0.6 + 0.432 + 0.2 + 0.1 = 1.33 miliwn, ond nid yw'r costau hyn yn ddigon i wrthbwyso'r cynnydd yng nghost y deunydd ei hun oherwydd cyflwyno ffibr carbon. Gellir gweld bod cymhwyso corff ffibr carbon yn dal i fod yn broblem fawr. Os ydych chi eisiau hyrwyddo corff ysgafn, dim ond o leihau'r buddsoddiad mewn technoleg ac offer y gallwch chi ddechrau. Yn gyfan gwbl, y gost gyfartalog fesul cerbyd yw 0.6 + 0.432 + 0.2 + 0.1 = 1.33 miliwn, ond nid yw'r costau hyn yn ddigon i wrthbwyso'r cynnydd yng nghost y deunydd ei hun oherwydd cyflwyno ffibr carbon. Gellir gweld bod cymhwyso corff ffibr carbon yn dal i fod yn broblem fawr.
Os ydych chi eisiau hyrwyddo corff ysgafn, dim ond o leihau'r buddsoddiad mewn technoleg ac offer y gallwch chi ddechrau.
Os yw'r automobile yn sylweddoli bod cynhyrchu ffibr carbon yn cael ei gynhyrchu'n raddol, bydd cost y deunydd ffibr carbon ei hun yn gostwng yn sylweddol hefyd, a bydd effaith y diwydiant cyfan yn eithaf mawr, a bydd y manteision economaidd yn dod yn fwy a mwy amlwg. Dim ond o safbwynt ffibr carbon y dadansoddir y rhain. Os ydym yn ystyried y ffactor o leihau pwysau'r corff aloi alwminiwm 50kg, mae'r effaith economaidd yn amlwg.
5 ar gyfer datblygiad y corff
Yng ngoleuni nodweddion deunyddiau cyfansawdd atgyfnerthu'r ffibr carbon, mae deunyddiau o'r fath yn cael eu ffafrio gan weithgynhyrchwyr Automobile yn raddol. Amcangyfrifir bod y defnydd o ffibr carbon yn cynyddu yn y sector modurol ar gyfradd flynyddol gyfartalog o 34% a bydd yn cyrraedd 23,000 o dunelli erbyn 2020. Mae Ffigur 2 yn fap ar gyfer datblygu cyfansoddion atgyfnerthu'r ffibr carbon i'r corff.
Ar hyn o bryd, defnyddir deunyddiau cyfansawdd atgyfnerthu ffibr carbon yn bennaf ar gyfer gorchuddion corff, rhannau addurnol ac aelodau strwythurol ar y corff. Er enghraifft, mae BMW wedi defnyddio cyfansoddion ffibr carbon i wneud rhannau strwythurol y corff mewn amrywiaeth o fodelau y mae wedi datblygu, sydd wedi dod yn foment pwysig i gyfansoddion ffibr carbon mewn gweithgynhyrchu modurol. Ar yr un pryd, mae BMW wedi cydweithio ymhellach â SGL (SGL) i fuddsoddi 100 miliwn ewro i ddatblygu ffibr carbon isel a chynyddu cynhyrchu ffibr carbon o 3,000 tunnell y flwyddyn i 9000 o dunelli i gwrdd â'r cerbydau trydan i-gyfres BMW sy'n tyfu a eraill. Y galw am fodelau.
6 Casgliad
I grynhoi, mae cyfansoddion matrics resin wedi'i atgyfnerthu â ffibr carbon (CFRP) wedi dod yn gyfeiriad datblygu pwysig ar gyfer deunyddiau modurol newydd yn y dyfodol oherwydd eu manteision perfformiad unigryw. Fodd bynnag, os yw'r deunydd hwn i'w hyrwyddo a'i gymhwyso yn y maes modurol, mae angen dechrau ymchwil a datblygiad cydweithredol y diwydiant, yr academia ac ymchwil o'r agweddau canlynol: 1 i geisio ymhellach am ragfynydd ffibr carbon cost is; 2 i ddatblygu prosesau newydd ar gyfer gweithgynhyrchu ffibr carbon, megis sefydlogrwydd deunyddiau rhagflaenol. 3; gwneud y gorau o baramedrau prosesau cynhyrchu ffibr carbon neu ddefnyddio ffibr carbon nano i wella ymhellach berfformiad cyfansoddion CFRP; 4 datblygu technoleg gweithgynhyrchu mowldio rhannau CFRP cyflym ac effeithiol, megis technoleg cywiro cyflym, technoleg rheoli llif deunydd cyfansawdd; 5 Defnyddio technoleg dadansoddi efelychu cyfrifiadurol (CAE) i ddewis gwahanol ddefnyddiau cyfansawdd ffibr carbon a gwneud y gorau o'r paramedrau proses mowldio.
-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --------------
COAM PLASTIG CYFRWNG XIAMEN LFT, LTD.
Ffocysu ar ymchwil a datblygu ffocws ar (LFT-G, LFRT) a chynhyrchu: ffibr gwydr PA, PP, TPU, PPS, PBT, PPA, pPA a ffibr carbon integredig parhaus cyfresi cyfansawdd cyfansawdd plastig peirianneg
Os oes angen mwy o wybodaeth arnoch, mae croeso i chi gysylltu â mi.
Mike Lee
E-bost: sale02@lfrtplastic.com
Ffôn symudol: + 86-180-5026-9764 (wechat / whatsapp / skype)
Gwefan: www.lfrt-plastic.com
Ychwanegwch: Rhif.27 Ffordd Hongxi, Parc Technoleg Tiangong Chuangxin, Maxiang Town, Xiang'an Dist., Xiamen, Fujian, China.
