Inovacija materialov za šasije inteligentnih vozil

Lahka konkurenca med novimi energetskimi vozili se je razširila z notranjih in zunanjih delov karoserije vozila na osrednje strukturne komponente vzmetenja šasije. Kot osrednji deli, ki prevzemajo-naloge prenašanja obremenitev, blaženja udarcev in upravljanja celotnega vozila, imajo vzmetenja odločilno vlogo pri vozni zmogljivosti.

 

JMJT MOLD CHIAN,visoko{0}}tehnološko podjetje, specializirano za raziskave in razvoj avtomobilskih kompozitnih materialov, je doseglo-vsestranske inovacije v strukturi kalupov, nadzoru temperature in sistemih za pozicioniranje vlaken. Njegove rešitve dosegajo popolno ravnovesje med ultra-visoko togostjo, lahko zasnovo, odpornostjo na udarce in nadzorom stroškov množične proizvodnje, s čimer zagotavljajo izvedljive rešitve kalupov za množično-proizvodnjo vzmetenja šasije vseh vrst vozil z novo energijo.

 

Omejitve vzmetenj z enojnimi-vlaknami za-razporeditve proizvajalcev vozil celotnega obsega

 

· Vzmeti iz polimerov, ojačanih z ogljikovimi vlakni (CFRP).

Prednosti:Izjemna specifična trdnost in modul. Zmanjšajo težo jeklenih obes za 50 %–60 %, kar drastično zmanjša nevzmeteno maso za hitrejši odziv šasije. Z odlično dolgoročno-odpornostjo na utrujenost zaradi tresljajev in skoraj-ničelnim koeficientom toplotnega raztezanja ohranjajo stabilne dimenzije pri visokih in nizkih temperaturah.

Slabosti:Surovine iz ogljikovih vlaken stanejo 5- do 8-krat več kot steklena vlakna, kar povečuje stroške nabave sestavnih delov za-uporabo vozil velikega obsega. Material je krhek in nagnjen k celim razpokam pri manjših trkih, kar vodi do visokih stroškov vzdrževanja. Filamenti iz trdih ogljikovih vlaken povzročajo močno obrabo v votlinah kalupa; običajni kalupi trpijo zaradi dimenzijskih odstopanj že po 300.000 posnetkih, kar povzroči visoke stroške vzdrževanja med množično proizvodnjo. Takšna vzmetenja so primerna le-za visoko zmogljiva vozila in jih ni mogoče široko uporabljati v-osebnih avtomobilih za množični trg.

 

· Suspenzije iz polimerov, ojačanih s steklenimi vlakni (GFRP).

 

Prednosti:Stroški surovin so nizki, približno ena-petina ogljikovih vlaken. Material ima odlično pretočnost med oblikovanjem, povzroča minimalno obrabo kalupov in zagotavlja izjemno absorpcijo energije udarca. Pri trkih razslojevanje vlaken razprši udarno silo in prepreči popoln zlom strukture. Idealen je za množično proizvodnjo kompaktnih baterijskih električnih vozil in gospodarskih vozil z novo energijo.

 

Slabosti: Omejena togost in možnost majhne teže. GFRP vzmetenja tehtajo več kot 35 % več kot vzmetenja iz ogljikovih vlaken enake prostornine. Nagnjeni so k upogibnim deformacijam pod velikimi obremenitvami ali agresivno vožnjo, po dolgotrajnem-neravnem potovanju pa lahko pride do ločevanja vlaken, ki ne izpolnjujejo zahtev glede upravljanja šasije vozil-višjega razreda.

 

Glede na to ozadje,hibridne suspenzije iz ogljikovih-steklenih vlakenso se izkazale kot optimalna rešitev za industrijo. Ogljikova vlakna so položena na glavnih napetostnih rebrih in povezovalnih točkah puš vzmetenja, da zagotovijo togo podporo in maksimalno zmanjšanje teže, medtem ko steklena vlakna tvorijo glavni del vzmetenja, da izboljšajo splošno udarno žilavost in zmanjšajo stroške surovin. Vendar pa se ogljikova vlakna in steklena vlakna drastično razlikujejo po gostoti, stopnji krčenja, omočljivosti smole in obnašanju pretoka. Konvencionalni univerzalni kalupi bodo povzročili usodne napake, kot so razslojevanje vlaken, delno pomanjkanje materiala, zvijanje kalupa in razpadanje vmesnika. Zato so posebni oblikovalni kalupi postali ozko grlo, ki omejuje izvajanje inovacij materialov.

 

 

II.Osnovne tehnologije posebnih oblikovalnih kalupov za hibridne suspenzije iz ogljikovih-steklenih vlaken

 

JMJT Mold CHINA, ki se osredotoča na dve glavni komponenti šasije, in sicer krmilne ročice vzmetenja in kompozitne listnate vzmeti, je dokončal popolno tehnično iteracijo hibridnih kalupov iz vlaken in rešil vse tehnične izzive skozi -proces sooblikovanja ogljikovih vlaken in steklenih vlaken.

 

1. Particionirani vnaprej nameščeni vložki za pozicioniranje

Odstranljive pozicionirne reže iz ogljikovih vlaken so vdelane v-nosilne cone votline kalupa vzmetenja, medtem ko so postaje za namestitev predoblik iz steklenih vlaken rezervirane v območju glavne votline. Mehanske omejevalne strukture znotraj kalupa natančno zaklenejo položaje nalaganja obeh vlaken, s čimer odpravijo mešani tok in razslojevanje ogljikovih in steklenih vlaken med oblikovanjem. Simulirane so trajektorije napetosti vlaken pri delovnih pogojih vzmetenja pri udarcih in iztiskanju. Večplastna pahljačasta -oblikovana divergentna vodila so uporabljena za vrata kalupa za uravnoteženje razlike v hitrosti polnilnega toka med dvema vlaknima. Po oblikovanju se enakomernost porazdelitve vlaken v suspenzijah poveča za 96%, pri čemer se popolnoma odpravijo napetostni lomi in napake pri beljenju površine, nihanje mehanskih lastnosti komponent pa se nadzoruje v območju ±3%.

 

2. Neodvisen consko zaprt{1}}sistem nadzora temperature

Koeficienti toplotnega raztezanja ogljikovih vlaken in steklenih vlaken se razlikujejo za skoraj 40 %. Kot dolgo{2}}veliki posebni-oblikovani strukturni deli so vzmetenja zelo nagnjena k upogibanju in torzijskim deformacijam med ohlajanjem po oblikovanju, kar neposredno poslabša natančnost sestavljanja puš. Kalup sprejme neodvisno zasnovo nadzora temperature z oljnim-krogom: dva ločena modula za kroženje vročega olja sta opremljena za cone, ojačane z ogljikovimi vlakni, in glavne cone s steklenimi vlakni pri čemer je temperaturna razlika v votlini kalupa natančno nadzorovana znotraj ±0,5 stopinje, da se ujema z različnimi zahtevami temperature strjevanja ogljikovih vlaken in steklenih vlaken. Substrat kalupne votline je predhodno-kaljeno jeklo 718H, nano-keramični-odporni premazi pa so napršeni na trenju-območja, ki so izpostavljena napetosti. To ne le izravna razliko v krčenju pri hlajenju med obema vlaknima, ampak tudi močno zmanjša obrabo votline kalupa, ki jo povzročajo trda ogljikova vlakna, kar omogoča stabilno množično proizvodnjo več kot 1,2 milijona kosov na komplet kalupov.

 

3. Več{1}}stopenjski vakuumski odzračevalni in visoko{2}}tlačni sistem za vbrizgavanje smole

Krmilne roke vzmetenja in kompozitne listnate vzmeti imajo na splošno debelino sten od 8 mm do 15 mm. Zložena hibridna vlakna močno otežijo impregnacijo smole, kar zlahka vodi do notranjih por in ločitve na vmesniku vlaken-smole, kar povzroči zlom komponent ohišja zaradi utrujenosti. Kalup je opremljen s tremi plastmi odzračevalnih rež (glavni, sekundarni in mikro), pred vpenjanjem kalupa pa se izvaja polno vakuumsko črpanje podtlaka. Sistem za vbrizgavanje uporablja protitočno mešano vbrizgavanje pod visokim tlakom 1–6 MPa, kar omogoča, da smola hitro prodre skozi plasti ogljikovih in steklenih vlaken. Poroznost oblikovanih delov je manjša od 0,3 %, udarna trdnost pa je povečana za 45 % v primerjavi z deli, izdelanimi prek tradicionalnih kalupov, s čimer je v celoti prestal 300.000-ciklični varnostni preizkus pulzirajoče utrujenosti šasije.

 

Integrirana struktura kalupa z vdelanimi kovinskimi pušami

Pritrdilni točki puše na obeh koncih vzmetenja služita kot nosilni območji-jedra. Kalup je opremljen z vgrajenimi-vložki za samodejno pozicioniranje puš, ki omogočajo neposredno vstavljanje kovinskih puš med polaganjem predoblik vlaken. Hibridna ogljikova-steklena vlakna so stisnjeno-ulita v enem koraku, tako da po oblikovanju tvorijo brezšivno vez med pušami in kompozitno podlago. Naknadno stiskanje ali lepljenje niso potrebni. Čas obdelave za posamezen del je skrajšan za 60 %, pri čemer je dimenzijska napaka pri sestavljanju nadzorovana v okviru Manj kot ali enako 0,02 mm, kar ustreza standardom avtomatske montažne linije proizvajalcev originalne opreme za vozila.

 

 

III. Industrijsko sodelovanje-na podlagi plesni

Taizhou Huangyan Jiutai Mold Co., Ltd. kot proizvajalec kalupov presega zgolj dobavo orodja. Zgradil je-sistem storitev na enem mestu, ki zajema "ujemanje formule materiala – razvoj kalupov po meri – preverjanje preizkusov kalupov – prenos procesa množične proizvodnje".

 

Podjetje upravlja -hišno delavnico za preskušanje kompozitnih materialov, opremljeno s stiskalnicami za vlivanje tonaže in opremo za-hitro{1}}brizganje. Lahko dokonča vzorčenje celotnega-procesa, testiranje mehanske zmogljivosti in preverjanje dimenzij hibridnih komponent iz ogljikovih-steklenih vlaken, s čimer skrajša cikle razvoja novih izdelkov za proizvajalce avtomobilov za 30 %.

 

Podjetje je razvilo tehnologije kalupov za termoplastične kompozite, ki jih je mogoče reciklirati, da se uskladi s trendom nizko-ogljičnega krožnega gospodarstva. Oblikovane hibridne dele iz ogljikovih-steklenih vlaken je mogoče reciklirati in ponovno izdelati pri visokih temperaturah, kar proizvajalcem vozil pomaga pri doseganju najvišjih ciljev glede ogljika in zmanjšanja emisij ogljika.

 

Poleg tega, ko se avtomobilska šasija razvija v smeri inteligence in integracije, bodo vzmetenja iz steklenih vlaken in ogljikovih vlaken postopoma vključevala funkcije zaznavanja. Senzorje iz optičnih vlaken, merilnike napetosti in druge komponente je mogoče vdelati med oblikovanjem kompozita za spremljanje-podatkov v realnem času, kot so napetost in tresljaji vzmetenja, podpiranje inteligentne vožnje in aktivnega nadzora vzmetenja ter nadaljnje izboljšanje varnosti in učinkovitosti upravljanja vozila.

 

 

Vzmetenja iz steklenih vlaken se osredotočajo na stroškovne prednosti-življenjskega-cikla, zadovoljevanje celovitih zahtev-vozil za množični trg po lahki zasnovi, zanesljivosti in nadzoru stroškov. Vzmetenja iz ogljikovih vlaken se ponašajo z vrhunsko zmogljivostjo, kar omogoča-vozilom višjega cenovnega razreda in novim energijskim vozilom, da dosežejo-vsestranske izboljšave pri upravljanju, dosegu in udobju med vožnjo. Z diferenciranim položajem na trgu oba tipa vzmetenja skupaj pospešujeta preoblikovanje materialov za šasije avtomobilov iz običajnega jekla v kompozite.

 

Z nenehnim napredkom v materialnih tehnologijah in postopkih oblikovanja se bodo vzmetenja iz steklenih vlaken razvijala v smeri višje zmogljivosti, vzmetenja iz ogljikovih vlaken bodo dosegla preboj pri zmanjševanju stroškov, hibridni kompozitni materiali pa bodo postali optimalna izbira za-vozila srednjega razreda. Tri materialne rešitve bodo skupaj tvorile raznoliko pokrajino materialov za šasije avtomobilov, zagotavljale-prilagojene rešitve za vozila vseh ravni in spodbujale trajnostni razvoj avtomobilske industrije v smeri lahke, visoko{3}}zmogljive in okolju-prijazne proizvodnje.