Karbon tola odatda epoksi qatroni bilan birlashtiriladi va kompozitsion material hosil qiladi. Ushbu kompozitsiyali material o'ziga xos kuch-quvvat, o'ziga xos modul, charchoqning kuchi va uglerod tolasiga zarba qarshiligining energiyani emirilishi va zarba berish kabi bir qator afzalliklarga ega. Shu bilan birga, u epoksiyni egallaydi. Rezin formulasi dizayni moslashuvchan va xilma-xildir va dastur maqsadli hisoblanadi. Alyuminiy qotishma tarkibiy qismlari bilan solishtirganda, uglerod tolasi kompozitlarining vaznini kamaytirish ta'siri 20% dan 40% gacha bo'lishi mumkin. Chelik metall qismlari bilan solishtirilganda, uglerod tolasi kompozit materiallarining og'irliklarni kamaytirish ta'siri 60% dan 80% gacha bo'lishi mumkin. Uglerod tolasi kompozitsion materiallaridan foydalanish nafaqat avtomobilning sifatini qisqartiribgina qolmay, balki avtomobil ishlab chiqarish jarayoniga ta'sir ko'rsatdi va o'zgartirildi.
1 Jarayon turi
Karbon tolalar bilan mustahkamlangan polimerler (CFRP), termoplastik yoki termoset qatronlar moddasi bilan uglerod tolasini mustahkamlash faza sifatida birlashtirib olingan materialga ishora qiladi. CFRP kompozitlarini ishlab chiqarish texnologiyasi asosan prepreg va suyuqlikni shakllantirish jarayonlarini o'z ichiga oladi. Uglerodli tolali dori-polimer matritsa kompozitlarining jarayonlar turlarini qiyosiy tahlil qilish 1-jadvalda keltirilgan.
2 Avtomatik qismlarga aloqa o'rnatish texnologiyasi
Kompozit avtomobil qismlari va kompozit qismlar va metall komponentlar orasidagi aloqalar muqarrar muammo hisoblanadi. Kompozit materiallar anizotropdir, interlayer quvvati nisbatan past bo'ladi va sferiklik kichikdir, bu esa kompozit bo'g'inlarning konstruktsiyasi va tahlilini metalldan ancha murakkabroq qiladi. Avtomobil sanoatining an'anaviy metall qismlari orasidagi aloqa kompozit materiallarga nisbatan qo'llanilmaydi. Shu sababli, ulanishlar avtomobil kompozitlari birlashtirilgan va mustahkamlangan usulni tushunish va yaxshilash uchun juda muhimdir.
Mahalliy stressning kontsentratsiyasi buzilgan elyaflarning uzluksizligi tufayli yuzaga keladi. Murakkab bo'g'inlar odatda umumiy strukturaning eng zaif bo'lagi hisoblanadi, shuning uchun qo'shma kuch-quvvat kompozitsion dizayni uchun kalit hisoblanadi. Kompozit materiallar, asosan, uchta toifaga bo'linadi: yopishtiruvchi bo'g'inlar, mexanik qo'shimchalar va ikkita gibrid qo'shimchalar. Termoplastik kompozitlar uchun ham payvandlash texnikasi mavjud. Kompozit qo'shma texnologiya dizayni komponentning o'ziga xos ishlatilishiga va dizayn talablariga asoslangan holda aniqlanishi kerak.
2.1 elim aloqasi
Mexanik aloqa bilan solishtirilganda, bog'lash texnologiyasining asosiy afzalligi shundaki, unda paydo bo'ladigan stress kontsentratsiyasi, tuzilish sifati pasayadi, charchoq qarshiligi, vibratsiyasini yo'qotish va izolyatsiyalash ko'rsatkichlari yaxshi, tashqi ko'rinishi silliq va silliq, bog'lanish jarayoni oddiy va elektrokimyoviy korroziya muammosi yo'q. Shu bilan birga, bog'lovchi texnologiyada, shuningdek, bog'lovchilarning sifatini nazorat qilishda qiyinchiliklar, bog'lovchi quvvatning katta tarqalishi, ishonchli tekshirish usullari yo'qligi, sirtni tozalashning qat'iy talablari va bog'lovchi sirtning bog'lanish jarayoni kabi ba'zi kamchiliklari ham mavjud. Uglerod tolasi kompozit tanasi uchun elim asosiy aloqa hisoblanadi.
2.2 Mexanik aloqa
Mexanik ulanishlar odatda perchlar va murvatlarni ishlatadi va ulanishning eng keng tarqalgan turi hisoblanadi. Mexanik aloqaning asosiy ustunligi - ulanishning yuqori ishonchliligi, ta'mirlash yoki almashtirish jarayonida takroriy demontaj qilish va yig'ish, sirt bilan ishlash zarurati va atrof muhitga ta'siri nisbatan kichik. Mexanik birikmaning asosiy kamchiliklari shundaki, u sifatni oshiradi, stress kontsentratsiyasiga olib keladi va kompozit bilan aloqa qilishda elektrokimyoviy korroziyaga sabab bo'ladi. Perchin aloqa va murvat aloqasini taqqoslash 1-rasmda keltirilgan.
2.3 Aralash aloqa
Ulanishning xavfsizligini va yaxlitligini yaxshilash uchun, ba'zi bir muhim aloqa qismlarida, bir vaqtning o'zida yopishtiruvchi aloqaning gibrid ulanish usuli va mexanik ulanish odatda qo'llaniladi va ikkita ulanish usullarining afzalliklari to'liq ta'minlanadi. kuch va yuqori aloqa nuqtasi. ishonchliligi.
2.4 Payvandlash
Resurs texnologiyasi asosan termoplastik kompozit qismlarga qo'llaniladi. Asosiy printsipi qatronlarni eritilgan termoplastik kompozit yuzasiga qizdirish va keyin bosim berish va ularga qo'shilish hisoblanadi. Payvandlashning uchta asosiy usuli bor: ultrasonik payvandlash, elektr indüksiyon manba va qarshilik manba. Payvandlashning afzalliklari yaxshi aloqa va qisqa muddat, sirt ishlovi, yuqori qo'shma quvvati, past kuchlanish va boshqalar. Kamchiliklarni bartaraf etish oson emas va o'tkazuvchan materiallar yoki simlarni qo'shish kerak. Bunga qo'shimcha ravishda, kompozit strukturaning elementini shakllantirish jarayonida metall konnektor tolaning preformiga kiritilishi mumkin va kompozitsion material va metall biriktirilgan komponentlar kalıplamadan keyin integratsiya qilinadi va kompozit komponent metall bilan biriktirilishi mumkin Ishlatilgan zararli kompozitlarni oldini olish uchun komponent.
3 Avtomashinalar uchun amaliy foyda
Mexanik xossalarni tanlash, engil, materiallar barqarorligi, moddiy ma'suliyat va ishlov berish kabi avtomobillarni tanlashda bir qator omillarni hisobga olish kerak. Har bir omil avtomobilni loyihalash, ishlab chiqarish, sotish va ulardan foydalanishga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. So'nggi yillarda, Karbon Gost So'nggi Reinforced Polymers (CFRP), noyob ishlash xususiyatlariga ega bo'lgan yangi avtomobil tovarlari bo'ldi. Karbon tolalar bilan mustahkamlangan polimer matritsa kompozitlari boshqa avtomobil materiallariga nisbatan quyidagi afzalliklarga ega.
3.1 Zo'r mexanik xususiyatlar
Uglerodli tola bilan mustahkamlangan qatronlar matritsasi kompozit (CFRP) 1,5 dan 2 g / sm3 gacha bo'lgan zichlikka ega, bu oddiy karbonli po'latdan 1/4 dan 1/5 gacha, va alyuminiy qotishmasiga qaraganda 1/3 barobar kamroq, ammo uglerod tolasi Kompozit materiallar To'liq mexanik xususiyatlar metall materiallarga qaraganda sezilarli darajada yaxshiroqdir va kuchlanish 3 dan 4 martagacha po'latdir. Chelik va alyuminiyning charchoq kuchi qariyb 30% dan 50% gacha, CFRP esa 70% dan 80% gacha. Shu bilan birga CFRP engil metallga qaraganda yaxshi vibratsiyaga qarshi xususiyatlarga ega. Misol uchun, engil qotishma tebranishlarni to'xtatish uchun 9sga kerak. Karbon Gost So'nggi kompozit materiallar 2 soniya davomida to'xtatilishi mumkin va o'ziga xos kuch va o'ziga xos modul yuqori.
3.2 mo'ljallangan bo'lishi mumkin
Uglerod tolasi kompozit materiallari kuchli tasavvurga ega bo'lib, asosiy materialni ishlash talablariga muvofiq asosli tanlashi mumkin, elyaflarning joylashishini va kompozit materialning strukturaviy shaklini loyihalashi va mahsulotni moslashuvchan tarzda loyihalashi mumkin. Misol uchun, uglerod liflerini kuch yo'nalishi bo'yicha tartibga solish orqali kompozit materialning mustahkamligi anizotropiyasi to'liq ishlatilishi mumkin, shu bilan materiallarni tejash va sifatni pasaytirish maqsadlariga erishish mumkin. Korroziyaga chidamliligi talab qiladigan mahsulotlar uchun yaxshi korroziyaga qarshilik ko'rsatadigan taglik materiali tanlanishi uchun tanlanishi mumkin.
3.3 Birlashgan ishlab chiqarish mumkin
Modulyarlik va integratsiya ham avtomobil tuzilmasining rivojlanish tendentsiyasidir. Kompozit materiallar konditsiyalash jarayonida turli shakllarda egiluvchan sirtlarni hosil qilish uchun oson bo'lib, avtomobil qismlarini birlashtirilib ishlab chiqarish imkonini beradi. Integratsiyalashgan pog'onali nafaqat qismlarning sonini va qolip sonini kamaytirish, butlovchi qismlar sonini kamaytirish va boshqa jarayonlarni qisqartirishga imkon bermaydi, shuningdek ishlab chiqarish jarayonini sezilarli darajada qisqartirishi mumkin. Misol uchun, avtomobilning oldingi moduli uglerod tolasi kompozitsion materialidan tayyorlangan bo'lsa, u keyinchalik maxsus terini payvand qilish va metall qismlarini qayta ishlash natijasida yuzaga keladigan mahalliy kuchlanish kontsentratsiyasini bartaraf qilish va avtomobil ehtiyot qismlarini kamaytirish imkonini beradi va ish faoliyatini yaxshilash. Sifat, ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish.
3.4 Energiyani emirish va zarba qarshiligi
Uglerodli tola bilan mustahkamlangan qatronlar matritsasi kompozit (CFRP) ma'lum bir viskoelastiklikka ega va uglerod tolasi va matritsa o'rtasida interfeysli ishqalanish paydo bo'lishi mumkin bo'lgan engil mahalliy nisbiy harakatlar mavjud. Vikroelastik va sinchkovlik bilan ishqalanishning sinergiyasi ostida CFRP qismlari energiyani yaxshi qabul qilish va ta'sirga chidamliligiga ega. Boshqa tomondan, maxsus to'qilgan uglerod tolasi kompozit to'qnashuv energiyasini qabul qiladigan strukturasi yuqori tezlikda to'qnashuvda kichikroq qismlarga bo'linadi, katta kuch ta'sirini kuchaytiradi va uning energiyani emirish hajmi metall materiallardan 4 dan 5 barobar yuqori, bu avtomobilni samarali ishlab chiqishi mumkin. Ishtirok xavfsizligini ta'minlash uchun xavfsizlik.
3.5 Yaxshi korroziyaga qarshilik
Karbonli tolali dori-polimer matritsa kompozit material asosan uglerod tolasi va rezina materiallaridan iborat bo'lib, mukammal kislotali va gidrokimyoviy rezistentlikka ega. Shu bilan ishlab chiqarilgan avtomobil qismlari sirtni antikoroziya bilan davolashga muhtoj emas va yaxshi ob-havoga chidamlilik va qarishning qarshiligiga ega va umr bo'yi po'latdan 2 dan 3 baravargacha umr ko'rish mumkin.
3.6 Yaxshi harorat ko'rsatkichi
Uglerod tolasi 400 ° C atrofida juda barqaror ishlashga ega va 1000 ° C da juda o'zgarmaydi.
3.7 Yaxshi charchoq qarshiligi
Karbon tolali dori-dipli material tolalarning charchoq yorilishi o'sishiga to'siq bo'lib, uning charchoqqa chidamliligi 70% dan 80% gacha yetishi mumkin. Uglerod tolasining strukturasi barqarordir va stressli charchoqning sikl sinovidan keyin kompozit materialning kuchi millionlab marta. Chelik va alyuminiy o'z navbatida 40% va 30% ni tashkil etadi, va FRP faqat 20% dan 25% gacha. Shuning uchun, uglerod Gost So'nggi kompozitlerinin charchayverish qarshilik, avtomobil sanoatida keng doiradagi masalalarni uchun javob beradi.
4 Yangi energiya yo'lovchi tashish vositalarini iqtisodiy tahlil qilish
Uglerod tolasi namunalari hisobiga tananing vazni 50% gacha kamayishi mumkin. Masalan, odatda A-klass modelining 100kg vaznini yo'qotgan holda, butun mashina og'irligi juda aniq. Buni quyidagi jihatlardan tushunish mumkin: 1 uchun 1. 300 km tezlikda va 45 kVt soatlik elektr energiyasini ishlatadigan yo'lovchi avtomobili uchun xuddi shunday haydash oralig'i sanoat ekspertining "100kg ga kamayishi mumkin" vaznning kamayishi va 8% ga tenglashtirilishi mumkin ". Batareyani tejash narxi taxminan 0,6 mln. Yuan; 2, 400,000 kilometrlik hayot aylanishi va 0,9 yuan / kVt soatlik o'rtacha elektr narxi bilan, elektr narxini avtomobilning hayot aylanish jarayonida 400,000 / 100 × 1,2 × 0,9 = 0,32 million yuanga tejash mumkin. 100kkm tejash, 1,2kg · elektr energiyasini hisoblash); 3 Uglerodli tola materiallarini qo'llash natijasida, misol sifatida 50 000 ta transport vositasini ishlab chiqarish hajmini hisobga olgan holda, texnika va uskunalarga tejalgan sarmoyalar har bir transport vositasida iqtisodiy vositalarga aylanadi. Amortizatsiya taxminan 2000 yuanni tejash imkonini beradi; 4 jarayoni soddalashtirilganligi sababli, xodimlarning qiymati kamida 1000 yuan / Tayvandan saqlanishi mumkin.
Har bir avtomobil uchun o'rtacha xarajat 0,6 + 0,432 + 0,2 + 0,1 = 1,33 mln. Ni tashkil etadi, ammo bu xarajatlar uglerod tolasini kiritish sababli materialning o'zi narxining oshishiga etarli emas. Ko'rib turganingizdek, uglerod tolasi tanasining qo'llanilishi hali ham katta muammolarga duch kelmoqda. Agar engil tanani targ'ib qilishni istasangiz, faqat texnologiya va asbob-uskunalarga investitsiyalarni kamaytirishni boshlashingiz mumkin. Har bir avtomobil uchun o'rtacha xarajat 0,6 + 0,432 + 0,2 + 0,1 = 1,33 mln. Ni tashkil etadi, ammo bu xarajatlar uglerod tolasini kiritish sababli materialning o'zi narxining oshishiga etarli emas. Ko'rib turganingizdek, uglerod tolasi tanasining qo'llanilishi hali ham katta muammolarga duch kelmoqda.
Agar engil tanani targ'ib qilishni istasangiz, faqat texnologiya va asbob-uskunalarga investitsiyalarni kamaytirishni boshlashingiz mumkin.
Agar uglerod tolasi massasining ommaviy ishlab chiqarishini amalga oshiradigan avtomobil, uglerod tolasi materialining o'zi ham o'z-o'zidan tushib ketadi va sanoatning barcha ta'siri juda katta bo'ladi va iqtisodiy foyda yanada oshadi. Ular faqat uglerod tolasi nuqtai nazaridan tahlil qilinadi. Agar alyuminiy qotishma tanasining vazni 50 kg ga kamaytirish omilini hisobga olsak, iqtisodiy samaralar o'z-o'zidan ravshandir.
5 tanani rivojlantirish uchun
Uglerod tolasini mustahkamlovchi kompozit materiallarning xarakteristikalarini hisobga olgan holda, bunday materiallar avtomobil ishlab chiqaruvchilari tomonidan asta-sekinlik bilan afzal etiladi. Avtomobil sektorida uglerod tolasini iste'mol qilish yillik o'rtacha 34% ga o'sib boradi va 2020 yilga kelib 23 ming tonnaga etadi. 2-rasm - organizm uchun uglerod tolasi mustahkamlangan kompozitlarni ishlab chiqish uchun yo'l xaritasi.
Hozirgi vaqtda uglerod tolasini mustahkamlovchi kompozit materiallar, asosan, tana qoplamlari, dekorativ qismlar va tanadagi tarkibiy a'zolar uchun ishlatiladi. Misol uchun, BMW avtomobil ishlab chiqarishda uglerod tolasi kompozitlari uchun muhim bir vaqtga aylangan, u ishlab chiqqan turli modellarda tana tuzilish qismlarini ishlab chiqarish uchun uglerod tolasi kompozitlaridan foydalangan. Shu bilan birga, BMW, SGL (SGL) bilan yanada arzon uglerod tolasini ishlab chiqarish uchun 100 million yevro miqdorida sarmoya kiritdi va o'sib borayotgan BMW i-seriyali elektr transport vositalarini ta'minlash uchun uglerod tolasini ishlab chiqarishni yiliga 3 ming tonnadan 9000 tonnagacha oshirdi. boshqalar. Modellarga bo'lgan talab.
6 Xulosa
Xulosa qilib aytganda, kelajakda uglerod tolasini kuchaytirilgan reçineli matrisli kompozitlar (CFRP) yangi avto materiyalar uchun muhim rivojlanish yo'nalishi bo'lib, ularning noyob ishlash afzalliklari. Biroq, agar ushbu material avtomobil sohasida targ'ib etilsa va tatbiq etilishi kerak bo'lsa, sanoat, akademiya va tadqiqotlarni quyidagi yo'nalishlar bo'yicha birgalikda tadqiq qilish va rivojlantirishni boshlash kerak: 1. 2 preforat materiallari barqarorligi kabi uglerod tolasini ishlab chiqarish uchun yangi jarayonlarni ishlab chiqish. 3; uglerod tolasini ishlab chiqarish jarayonining parametrlarini optimallashtirish yoki CFRP kompozitlarining ishlashini yanada oshirish uchun nano-uglerod tolasini qo'llash; 4 tezkor va samarali CFRP qismlari ishlab chiqarish texnologiyasini, tezkor texnologiya, kompozit materiallar oqimini boshqarish texnologiyasi kabi rivojlantirish; 5 Har xil uglerod tolasi kompozitsion materiallarini tanlash va kalıplama jarayoni parametrlarini optimallashtirish uchun kompyuter simülasyon tahlil texnologiyasidan (CAE) foydalaning.
-------------------------------------------------- -------------------------------------------------- --------------
XIAMEN LFT KOMPOZIT PLASTIK CO., LTD.
PA, PP, TPU, PPS, PBT, PPA uzoq shisha tolasi va uglerod tolasi uzluksiz infiltratsiya qiluvchi termoplastik kompozitsion mustahkamlovchi seriyali dizaynerlik plastmassalari (LFT-G, LFRT)
Qo'shimcha ma'lumotga muhtoj bo'lsangiz, men bilan bog'laning.
Mayk Li
Email: sales02@lfrtplastic.com
Mobil telefon: + 86-180-5026-9764 (wechat / whatsapp / skype)
Veb-sayt: www.lfrt-plastic.com
Add: No.27 Hongxi Road, Tiangong Chuangxin Texnologiya Park, Maxiang Town, Xiang'an Dist., Xiamen, Fujian, Xitoy.
