Иновација интелигентних материјала шасије возила

Лагана конкуренција међу возилима нове енергије проширила се са унутрашњих и спољашњих делова каросерије возила на основне структурне компоненте вешања шасије. Као основни делови који преузимају{1}}ношење, апсорпцију удара и функције управљања целог возила, вешање играју одлучујућу улогу у перформансама вожње.

 

ЈМЈТ МОЛД ЦХИАН,високо-предузеће специјализовано за истраживање и развој калупа за аутомобилске композитне материјале, постигло је све-иновације у структури калупа, контроли температуре и системима за позиционирање влакана. Његова решења постижу савршену равнотежу између ултра-високе крутости, лаганог дизајна, отпорности на ударце и контроле трошкова масовне производње, пружајући одржива решења калупа за масовну{4}}производњу за суспензије шасија свих типова нових енергетских возила.

 

Ограничења једно-огибљења од влакана за распореде произвођача возила са пуним дометом{1}

 

· Суспензије полимера ојачаног карбонским влакнима (ЦФРП).

Предности:Изузетна специфична снага и модул. Они смањују тежину челичних суспензија за 50%–60%, драстично смањујући неопружену масу за бржи одзив шасије. Одликујући се одличном-трајном отпорношћу на замор од вибрација и скоро{5}}коефицијентом топлотног ширења, одржавају стабилне димензије под високим и ниским температурама.

Недостаци:Сировине од угљеничних влакана коштају 5 до 8 пута више од стаклених влакана, што повећава трошкове набавке компоненти за велике-примену у возилима. Материјал је крхак и подложан интегралном пуцању при мањим сударима, што доводи до високих трошкова одржавања. Тврди филаменти од угљеничних влакана узрокују озбиљну абразију на шупљинама калупа; обични калупи трпе одступања у димензијама након само 300.000 удараца, што резултира високим трошковима одржавања током масовне производње. Таква вешања су погодна само за возила врхунских{8}}возила и не могу бити широко прихваћена у путничким аутомобилима масовног{9}}тржишта.

 

· Суспензије полимера ојачаног стакленим влакнима (ГФРП).

 

Предности:Трошкови сировина су ниски, отприлике једна-петина угљеничних влакана. Материјал има одличну течност током обликовања, узрокује минимално хабање калупа и пружа изванредну апсорпцију енергије удара. У сударима, раслојавање влакана распршује ударну силу, спречавајући потпуни лом структуре. Идеалан је за масовну производњу компактних електричних возила на батерије и комерцијалних возила нове енергије.

 

Недостаци: Ограничена крутост и потенцијал мале тежине. ГФРП суспензије теже преко 35% више од суспензија од угљеничних влакана исте запремине. Склони су деформацији савијања под великим оптерећењем или агресивном вожњом, а до одвајања влакана може доћи после дуготрајног-неравног путовања, не испуњавајући захтеве за руковање шасијом врхунских-возила.

 

На овој позадини,хибридне суспензије од угљеничних{0}}стаклених влаканапојавиле су се као оптимално индустријско решење. Угљенична влакна су постављена на главним ребрима за напрезање и спојним тачкама чаура суспензије како би се обезбедила чврста подршка и максимално смањење тежине, док стаклена влакна чине главно тело суспензије како би се побољшала укупна жилавост на удар и смањили трошкови сировина. Међутим, угљенична влакна и стаклена влакна се драстично разликују у густини, стопи скупљања, квашењу смоле и понашању течења. Конвенционални универзални калупи ће произвести фаталне дефекте као што су раслојавање влакана, делимични недостатак материјала, искривљење калупа и одвајање интерфејса. Због тога су специјални калупи за формирање постали уско грло које ограничава примену иновација материјала.

 

 

ИИ. Основне технологије специјалних калупа за формирање хибридних карбонских{1}} суспензија од стаклених влакана

 

Фокусирајући се на две главне компоненте шасије, односно контролне руке вешања и композитне лиснате опруге, ЈМЈТ Молд ЦХИНА је завршио пуну техничку итерацију калупа од хибридних влакана и решио све техничке изазове током процеса ко{0}}коформирања угљеничних влакана и стаклених влакана.

 

1. Партиционисани унапред инсталирани уметци за позиционирање

Прорези за позиционирање од угљеничних влакана који се могу уклонити су уграђени у зоне -носећих напрезања у шупљини калупа за вешање, док су станице за постављање предформи од стаклених влакана резервисане у главном делу шупљине. Механичке ограничавајуће структуре унутар калупа прецизно закључавају положаје полагања два влакна, елиминишући мешани проток и деламинацију угљеничних влакана и стаклених влакана током обликовања. Симулиране су трајекторије напрезања влакана у условима рада суспензија на удару и екструзији. Слојевите дивергентне вођице у облику вентилатора- су усвојене за капије калупа како би се уравнотежила разлика у брзини протока пуњења између два влакна. Након обликовања, уједначеност дистрибуције влакана унутар суспензија је повећана за 96%, потпуно елиминишући ломове напрезања и дефекте избељивања површине, а флуктуација механичких својстава компоненти се контролише унутар ±3%.

 

2. Независни зонирани затворени-систем за контролу температуре

Коефицијенти топлотног ширења угљеничних влакана и стаклених влакана разликују се за скоро 40%. Као дуги-посебне величине-обликованих структурних делова, суспензије су веома склоне савијању и торзионој деформацији током хлађења након обликовања, што директно нарушава тачност монтаже чаура. Калуп има независни дизајн за контролу температуре са уљним-колом: два одвојена модула за циркулацију врућег уља за фибер фибер за циркулацију топлог уља респективно, са температурном разликом у шупљини калупа која се контролише тачно унутар ±0,5 степени како би се ускладила са различитим захтевима температуре очвршћавања угљеничних влакана и стаклених влакана. Подлога за шупљину калупа је 718Х пре-претврђени челик, а нано-керамички премази отпорни- на хабање се наносе на подручја која су подложна трењу-. Ово не само да надокнађује разлику у скупљању при хлађењу између два влакна, већ и у великој мери смањује абразију шупљине калупа узроковану тврдим угљеничним влакнима, омогућавајући стабилну масовну производњу од више од 1,2 милиона комада по сету калупа.

 

3. Више-степени вакуум вентилација и систем за убризгавање смоле под високим-притиском

Контролне руке вешања и композитне лиснате опруге углавном имају дебљину зида у распону од 8 мм до 15 мм. Наслагана хибридна влакна у великој мери повећавају потешкоће импрегнације смолом, што лако доводи до унутрашњих пора и одвајања на интерфејсу смоле-смоле, што доводи до лома компоненти шасије услед замора. Калуп је опремљен са три нивоа отвора за вентилацију (главни, секундарни и микро), а пумпање под негативним притиском у пуном вакууму се спроводи пре стезања калупа. Систем за убризгавање прихвата мешано убризгавање против струје под високим притиском од 1–6 МПа, омогућавајући смоли да брзо продре у слојеве угљеника и стаклених влакана. Порозност обликованих делова је мања од 0,3%, а отпорност на удар је повећана за 45% у поређењу са деловима направљеним путем традиционалних калупа, потпуно пролазећи тест сигурности пулсирајућег замора шасије од 300.000 циклуса.

 

Интегрисана структура калупа са уграђеним металним чаурама

Тачке за монтажу чаура на оба краја вешања служе као површине које носе оптерећење{0}}језгра. Калуп је опремљен са уграђеним-уметцима за аутоматско позиционирање за чауре, који омогућавају директно уградњу металних чаура приликом полагања влакнастих предформи. Хибридна угљенична-стаклена влакна се компресијом-формирају у једном кораку, формирајући бешавну везу између чаура и композитне подлоге након обликовања. Нису потребни накнадни процеси -уградње или лепљења. Време обраде за један део је смањено за 60%, са грешком у монтажи која се контролише унутар мање од или једнаких 0,02 мм, што испуњава стандарде аутоматске линије за монтажу ОЕМ-а возила.

 

 

ИИИ.Узводна и низводна индустријска сарадња вођена калупом{1}}

Као произвођач калупа, Таизхоу Хуангиан Јиутаи Молд Цо., Лтд. иде даље од пуког снабдевања алатом. Изградио је систем услуга на једном месту-који покрива „усклађивање формуле материјала – прилагођени развој калупа – пробна верификација калупа – пренос процеса масовне производње“.

 

Компанија управља-пробном радионицом композитних материјала која је опремљена пресама за ливење тонаже и-опремом за бризгање велике брзине. Може да заврши комплетно-узорковање процеса, тестирање механичких перформанси и верификацију димензија хибридних угљеничних-компоненти од стаклених влакана, смањујући циклусе развоја нових производа за произвођаче аутомобила за 30%.

 

Фирма је развила технологије калупа за термопластичне композите који се могу рециклирати како би се ускладила са трендом циркуларне економије са ниским{0}}угљеником. Формирани хибридни делови од угљеничних-стаклених влакана могу се рециклирати и поново производити под високим температурама, помажући произвођачима возила да постигну максимални ниво угљеника и циљеве смањења емисије угљен-диоксида.

 

Поред тога, како се аутомобилска шасија развија ка интелигенцији и интеграцији, суспензије од стаклених и угљеничних влакана постепено ће укључивати функције сензора. Сензори са оптичким влакнима, мерачи напрезања и друге компоненте могу да се уграде током композитног обликовања да би се пратили подаци у-у реалном времену, као што су напрезање и вибрације вешања, подржавајући интелигентну вожњу и активну контролу вешања и даље побољшавајући безбедност возила и перформансе управљања.

 

 

Овјеси од стаклених влакана су усредсређени на предности пуног-животног-животног циклуса, задовољавајући свеобухватне захтјеве возила масовног тржишта-за лаганим дизајном, поузданошћу и контролом трошкова. Овјеси од карбонских влакана одликују се врхунским перформансама, оснажујући врхунска-возила са новом енергијом за постизање-свестраних побољшања у управљању, домету вожње и удобности вожње. Са диференцираним тржишним позиционирањем, ова два типа вешања заједно унапређују трансформацију материјала за аутомобилску шасију од конвенционалног челика до композита.

 

Идући напред, уз континуиран напредак у технологијама материјала и процесима обликовања, суспензије од стаклених влакана ће еволуирати ка већим перформансама, суспензије од угљеничних влакана ће постићи напредак у смањењу трошкова, а хибридни композитни материјали ће постати оптималан избор за возила средње класе{0}}. Ова три решења за материјал ће заједно формирати разноврсни пејзаж материјала за аутомобилске шасије, пружајући прилагођена-решења за возила свих нивоа и подстицати одрживи развој аутомобилске индустрије ка лаганој,-ефикасној и еколошки-производњи високих перформанси.