Спецыяльная тэма "Спроба" | Тры прарывы ​​і чатыры "падводныя камяні" ў аўтамабільнай лёгкай вагу

"Лёгкасць" даўно стала сістэматычнай рэвалюцыяй, якая праходзіць праз матэрыялы, працэсы і праекты. Стратэгія выжывання для прадпрыемстваў - гэта не толькі стратэгія выжывання, але і зялёны адказ для галіны, каб адказаць на двайны вугляродны мэты.

У аўтамабільным полі кавалак сталёвай пласціны можна замяніць пластыкам, каб паменшыць вагу на 30%, але ён усё яшчэ можа вытрымліваць экстрэмальныя тэмпературы і ўдары. Даказана, што лёгкая вага стала ключавой стратэгіяй павышэння эфектыўнасці паліва; У ўпаковачнай прамысловасці аптымізацыя таўшчыні плёнкі 0,1 мм можа зэканоміць 10 000 тон сыравіны; У электронных прыборах цеплаправодная пластмаса можа дасягнуць аналагічнай прадукцыйнасці цеплавой рассейвання з 1/5 вагі алюмінія ... "Страта вагі і пахуданне" - гэта не проста прапанова для чалавечага цела, але і эвалюцыйны кірунак матэрыялаў навукі.

Аднак лёгкі вага - гэта не простае адніманне. Гэта патрабуе збалансавання трываласці і вагі, кошту і прадукцыйнасці, традыцыйных працэсаў і інавацыйных матэрыялаў - гэтак жа, як для здаровага страты вагі патрабуецца спалучэнне навуковай дыеты і фізічных практыкаванняў.

Даследаванні паказалі, што на кожнае 5% зніжэнне вагі транспартнага сродку эфектыўнасць паліва можа быць павышана на 2%. Звычайна замена металічных дэталяў пластыкавымі дэталямі можа паменшыць вагу на 50%. Калі вы аўтавытворца або пластыкавы працэсар ліцця, вы разглядаеце магчымасць пераўтварэння металічных дэталяў у пластыкавыя дэталі, каб паменшыць вагу дэталяў? Гэта можа запатрабаваць ад вас аспрэчваць статус -кво. У гэтым артыкуле будзе вывучацца, як вызначыць і дасягнуць лёгкіх мэтаў, вызначыць тры аўтамабільныя дэталі, якія падыходзяць для замены сучаснымі палімернымі рашэннямі, і падзяліцеся чатырма "падводнымі камянямі", каб пазбегнуць лёгкага вагі.

Для таго, каб перайсці з металу да пластыка, каб паменшыць вагу аўтамабільных дэталяў, важна вызначыць вашыя мэты, задаючы наступныя пытанні:

1. Якія фактары прадукцыйнасці выклікаюць перавагу алюмінію або сталі ў дызайне аксэсуара? Калі цеплавое рассейванне з'яўляецца асноўным драйверам, то тэрмічна праводныя палімеры могуць стаць добрай альтэрнатывай. Калі гэта звязана з патрабаваннямі да калянасці або трываласці, то падумайце, выкарыстоўваючы тэрмапластычную тэхналогію з доўгай валонамі. Гэтыя матэрыялы і тэхналогіі - гэта добрая замена металічных матэрыялаў з пункту гледжання вышэйзгаданых фактараў.

2 Пластыка па сваёй сутнасці ўстойлівыя да карозіі, што выключае занепакоенасць іржай і іншымі формамі акіслення, якія могуць пашкодзіць металічныя часткі.

3. Ці патрабуюцца аўтамабільныя дэталі дарагія або працаёмкія працэсы аздаблення? Палімеры, якія лічаць ін'екцыі, могуць спрасціць этапы зборкі і ліквідаваць працэсы другасных аздабленняў, такія як ахоўныя пакрыцці і афарбоўка, тым самым павышаючы эфектыўнасць вытворчасці.

Інжынерныя пластмасы і спецыялізаваныя кампазіты становяцца ўсё больш папулярнымі ў аўтамабільнай прамысловасці з-за здольнасці дасягнуць металічных уласцівасцей за кошт ліцця ін'екцый і забеспячэння гнуткасці дызайну. Спалучэнне пластмасы і аўтамабіляў стварае велізарныя магчымасці для вытворцаў вытворцаў вытворцаў вытворцаў і аўтазапчастак для атрымання найвышэйшай прадукцыі, якія падтрымліваюць мэты ўстойлівага развіцця, дасягнуць дызайнерскіх памкненняў і, самае галоўнае, забяспечваюць аптымальныя характарыстыкі.

Вядома, таксама важна адзначыць, што не ўсе металічныя аўтамабільныя дэталі падыходзяць для пераўтварэння ў пластыкавыя дэталі. Існуе тры тыпы аўтамабільных дэталяў, якія вельмі прыдатныя для рашэнняў з пластычнай сталі.

1.

Гістарычна складана, што заклапочанасць пластыкай была засяроджана на іх структурнай цэласнасці і здольнасці не раставаць, перакручваць і не ўзламаць пры змене тэмпературы. Аднак тэхналогія доўгага тэрмапластычнага валакна (LFT) вырашае гэтыя праблемы і запаўняе разрыў паміж кароткімі фармулёўкамі, узмоцненымі валакна і празмернымі матэрыяламі. LFT можа падтрымліваць трываласць і калянасць у шырокім тэмпературным дыяпазоне і аказвае лепшае ўздзеянне і ўстойлівасць да стомленасці, чым кароткія варыянты валокнаў.

Пашыраная палімерная тэхналогія, якая стаіць за тэрмапластыкай з доўгім валокнам, дазваляе тэрмапластыцы падтрымліваць сваю трываласць і калянасць знізу да амаль 200 ° С. У прыватнасці, LFT аказваюць выдатную ўстойлівасць да ўздзеяння нават пры высокай калянасці, і гэтыя матэрыялы маюць нізкае паўзучасць у параўнанні з узмоцненымі матэрыяламі з кароткатэрміновым валокнам. У іх таксама ў 100 разоў перавышае стомленасць устойлівасці да армавальных палімераў з кароткімі валакна, што забяспечвае высокую механічную ўстойлівасць да высокіх нагрузак. Прэпараты LFT звычайна пераўзыходзяць прэпараты з кароткатэрміновым валокнам прыблізна на 70% ад устойлівасці, выкарыстоўваючы тыя ж армавальныя і матрычныя матэрыялы і маюць больш высокую калянасць.

Тэрмапластыкі з доўгім валокнам па-ранейшаму прапануюць такую ​​ж зручнасць для ліцця пад ціскам, што і палімеры з кароткага валокнаў, але даўжыня і тып абалоніны (шкло, вуглярод і г.д.) з'яўляюцца ключавымі фактарамі трываласці, калянасці і даўгавечнасці пластыка. Акрамя таго, доўгія валокны ўтвараюць "3D -сетку" ў межах адлітай ін'екцыі. Гэтая сетка падтрымлівае частку, нават калі палімер пачынае змякчаць (паўзучы), гэта значыць, LFT - выдатная альтэрнатыва металічным кампанентам у высока напружаных частках транспартных сродкаў, якія падвяргаюцца экстрэмальнай тэмпературы і ціску.

2. Цеплаправодныя кампаненты:

Традыцыйна ўласцівыя ізаляцыйныя ўласцівасці тэрмапластыкі абмежавалі іх выкарыстанне ў прыкладаннях цеплавога рассейвання. Аднак поспехі ў інжынерных тэрмапластыках дазваляюць ім эфектыўна рассейваць цяпло, з аналагічнай эфектыўнасцю да металаў, але пры долі вагі. У выніку цеплаправодная пластмаса прапануе выключнае стаўленне да вагі, што робіць іх выдатным выбарам для такіх прыкладанняў, як аўтамабільнае асвятленне і электронныя сістэмы.

Выкарыстоўваючы цеплаправодныя палімеры, цеплаправоднасць можа дасягаць 20 Вт на метр на кельвін (W/M · K). Гэта на 50 да 100 разоў вышэй, чым стандартныя тэрмапластыкі, і 1/5 алюмініевага алюмінія. З тыповай шчыльнасцю 1,65-1,75 г/см3, гэтыя спецыяльныя пластмасы на 30-40% ніжэй, чым алюміній, што забяспечвае высокую прадукцыйнасць, але больш лёгкую альтэрнатыву.

Выключнае суадносіны прадукцыйнасці і вагі ў спалучэнні з зручнасцю ліцця пад ціскам, зніжэннем нязначных этапаў апрацоўкі і поўнай свабодай дызайну, тэрмічна праводных палімераў могуць пашырыць магчымасці аўтамабільных інжынераў у многіх прыкладаннях, а знешняе асвятленне-адзін з прыкладаў. Фара і заднія заднія зборкі ствараюць шмат цяпла, што можа выклікаць стрэс і стомленасць кампанентам з цягам часу і нават скараціць тэрмін службы лямпы. Цеплаправодная пластмаса дапамагае рассейваць цяпло, пашыраючы тэрмін службы лямпы, забяспечваючы дадатковыя праектавыя і вырабныя перавагі.

Па многіх тых жа прычынах тэрмічна праводная пластмаса таксама вельмі карысная ў электронных кампанентах, сістэмах кіравання вадкасцю і многіх іншых прымяненнях, адчувальных да тэмпературы.

3. Электрычна праводныя кампаненты:

У сучасных транспартных сродках крытычна важна кіраванне электрастатычным вылучэннем (ESD) або іншымі статычнымі зарадамі, такімі як электрамагнітныя перашкоды (EMI). Праводныя і статычныя дысіпатыўныя матэрыялы могуць забяспечыць неабходную абарону без вагі і дызайнерскіх абмежаванняў традыцыйных металічных кампанентаў.

Кантроль рухавікоў, электраэлектрастанцыя, інфармацыйныя сістэмы, актыўныя сістэмы бяспекі і іншыя электронныя сістэмы стандартныя ў сучасных транспартных сродках. Для таго, каб гэтыя сістэмы працавалі належным чынам, электрамагнітнае ўмяшанне (EMI) павінна кіраваць, засцерагаючы крыніцу выкіду або адчувальных кампанентаў. Спецыяльныя палімеры могуць выконваць супастаўныя з традыцыйнымі металічнымі кампанентамі і палегчыць выраб дэталяў наступнага пакалення.

У той час як пераход ад металу на пластык вельмі прывабны для аўтавытворцаў, якія імкнуцца дасягнуць мэтаў па эфектыўнасці паліва аўтамабіля, пераканайцеся, што пры яго рэалізацыі яго ўкараняюць чатыры падводныя камяні:

1. Не саромейцеся занадта доўга пры выбары матэрыялу: пагаворыце са сваім пастаўшчыком палімера ў пачатку працэсу распрацоўкі, каб удакладніць неабходныя ўласцівасці матэрыялу. Дасведчаныя пастаўшчыкі таксама могуць прадэманстраваць матэрыяльныя магчымасці, якія аўтавытворцы могуць не разглядаць, няхай гэта будзе новая фармулёўка, дабаўкі ці напаўняльнікі.

2. Падумайце, функцыя, а не толькі вага: не прапусціце магчымасці для паляпшэння функцыі часткі або вытворчасці - выкарыстоўвайце ўласцівую дызайнерскай свабодзе пластмасы, каб вырашыць праблемы за межамі простага вагі.

3. Выключыце падыходы да ўсё ці нічога: праўда, каб ключавыя кампаненты запатрабавалі металу для дасягнення пэўных характарыстык, але гэта не значыць, што пластмасы зусім не маюць месца. Гібрыдныя пластыкавыя/металічныя канструкцыі могуць мець лепшае з абодвух светаў - зніжэнне вагі і трываласць структуры, а ўстаўка ліцця (гл. Малюнак ніжэй) - гэта працэс, які дазваляе фарміраваць пластык і метал разам і варта даследаваць.

4. Перастаньце думаць у "адзін на адзін": замест таго, каб шукаць альтэрнатыўныя матэрыялы для металічных дэталяў з той жа геаметрыяй, дызайнеры карыстаюцца дадатковай ступенню свабоды для фарміравання пластмасы ў канчатковую форму за адзін раз. Палімеры ляжаць па -рознаму, і іх уласцівыя ўласцівасці можна аптымізаваць, выкарыстоўваючы лепшыя праектныя практыкі.

Пазбяганне гэтых лёгкіх памылак дапаможа вытворцам аўтамабільных кампанентаў павысіць эфектыўнасць вытворчасці, павысіць функцыянальныя ўласцівасці дэталяў і скарыстацца гібрыднымі пластыкавымі/металічнымі дызайнамі.