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復合材料在現(xiàn)代汽車工業(yè)中的發(fā)展與應用復合材料在現(xiàn)代汽車1.什么是復合材料?主要的制備技術有哪些?2.復合材料(塑料)在汽車工業(yè)(輕量化方面)
的應用與發(fā)展。3.Al-Si-Mg復合材料制備汽車發(fā)動機缸套的工藝
過程介紹。復合材料在現(xiàn)代汽車工業(yè)中的發(fā)展與應用1.什么是復合材料?主要的制備技術有哪些?2.復合材料(塑料1.什么是復合材料?主要的制備技術1.什么是復合材料?主要的制備技術1.1什么是復合材料?古代人建土坯房時常在粘土泥漿中摻入稻草,這有何作用呢?稻草增強粘土1.1什么是復合材料?古代人建土坯房時常在粘土泥漿中摻入稻1.1什么是復合材料?復合材料(Compositematerials),是由兩種或兩種以上不同性質的材料,通過物理或化學的方法,在宏觀上組成具有新性能的材料?;w材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。1.1什么是復合材料?復合材料(Compositema復合材料的分類1.1什么是復合材料?①纖維增強復合材料將各種纖維增強體置于基體材料內復合而成。如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。②夾層復合材料由性質不同的表面材料和芯材組合而成。通常面材強度高、??;芯材質輕、強度低,但具有一定剛度和厚度。分為實心夾層和蜂窩夾層兩種。③細粒復合材料將硬質細粒均勻分布于基體中,如彌散強化合金、金屬陶瓷等。④混雜復合材料由兩種或兩種以上增強相材料混雜于一種基體相材料中構成。此外,還發(fā)明了先進復合材料,分為樹脂基、金屬基和陶瓷基復合材料。其使用溫度分別達250~350℃、350~1200℃和1200℃以上。可除作為結構材料外,還可用作功能材料,如梯度復合材料(材料的化學和結晶學組成、結構、空隙等在空間連續(xù)梯變的功能復合材料)、機敏復合材料(具有感覺、處理和執(zhí)行功能,能適應環(huán)境變化的功能復合材料)、仿生復合材料、隱身復合材料等。復合材料的分類1.1什么是復合材料?①纖維增強復合材料再生樹脂復合材料第五代復合材料戰(zhàn)機復合材料電纜支架verton復合材料印度復合材料武裝直升機pvd復合材料1.1什么是復合材料?再生樹脂復合材料第五代復合材料戰(zhàn)機復合材料電纜支架verto復合材料的應用①航空航天領域可用于制造飛機機翼和前機身、衛(wèi)星天線及其支撐結構、太陽能電池翼和外殼、大型運載火箭的殼體、發(fā)動機殼體、航天飛機結構件等。②汽車工業(yè)可用于制造汽車車身、受力構件、傳動軸、發(fā)動機架及其內部構件。③化工、紡織和機械制造領域可用于制造化工設備、紡織機、造紙機、復印機、高速機床、精密儀器等④醫(yī)學領域可用于制造醫(yī)用X光機和矯形支架等。也用作生物醫(yī)學材料。此外,還用于制造體育運動器件和用作建筑材料等。1.1什么是復合材料?復合材料的應用①航空航天領域可用于制造飛機機翼和前機身、2007年中國(大陸)行業(yè)中,復合材料玻璃纖維產量160萬噸其中115.5萬噸用于玻璃鋼(FRP)工業(yè);不飽和聚酯樹脂(UPR)產量135萬噸,其中68.8萬噸用于玻璃鋼領域,占51%2008年我國復合材料整個行業(yè)全年經(jīng)濟運行平穩(wěn),產量增長達12%左右。行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)全年實現(xiàn)工業(yè)增加值86.7億元工業(yè)總產值258億元,新產品產值11.6億元,銷售產值253億元從2010年年初起,國家發(fā)改委、科技部、財政部、工信部四部委聯(lián)合制定下發(fā)了《關于加快培育戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》代擬稿,經(jīng)過半年的意見征求,主要領域從7個擴為9個,其中“新材料”中分列了特種功能和高性能復合材料兩項。復合材料在中國的發(fā)展現(xiàn)狀2007年中國(大陸)行業(yè)中,復合材料玻璃纖維產1.2復合材料的制備技術金屬基復合材料:固相成型法和液相成型法。前者是在低于基體熔點溫度下,通過施加壓力實現(xiàn)成型,包括擴散焊接、粉末冶金、熱軋、熱拔、熱等靜壓和爆炸焊接等。后者是將基體熔化后,充填到增強體材料中,包括傳統(tǒng)鑄造、真空吸鑄、真空反壓鑄造、擠壓鑄造及噴鑄等。陶瓷基復合材料:固相燒結、化學氣相浸滲成型、化學氣相沉積成型等。樹脂基復合材料:手糊成型、噴射成型、纖維纏繞成型、模壓成型、拉擠成型、RTM成型、熱壓罐成型、隔膜成型、遷移成型、反應注射成型、軟膜膨脹成型、沖壓成型等。1.2復合材料的制備技術金屬基復合材料:固相成型法和液相手工作業(yè)把玻璃纖維和樹脂交替地鋪層在已被覆好脫模劑和膠衣的模具上,然后用壓輥滾壓壓實,最后在常溫下固化成型為汽車復合材料制品,如圖1所示。盡管在現(xiàn)代汽車復合材料成型新工藝不斷涌現(xiàn)的情況下,手糊成型工藝顯得比較原始,但是,該工藝卻具有其獨特的不可替代性,仍然為世界各國汽車復合材料行業(yè)特別是中國汽車復合材料行業(yè)所廣泛采用。缺點:生產效率低,生產周期長,工作環(huán)境差。生產的汽車零部件的質量往往不夠穩(wěn)定圖1手糊成型工藝示意圖圖2手糊成型工藝流程手糊成型
手工作業(yè)把玻璃纖維和樹脂交替地鋪層在已被覆好脫模劑和膠衣的模將混有引發(fā)劑和促進劑的兩種聚酯分別從噴槍兩側噴出,同時將切斷的玻纖由噴槍中心噴出,使其與樹脂在空間均勻混合后沉積到模具上。沉積到一定厚度時,用壓輥滾壓使纖維浸透樹脂,排除氣泡,經(jīng)常溫固化后成型為汽車復合材料制品。也被稱為“半機械手糊成型工藝”缺點:產品的均勻度取決于操作人員的熟練程度;制品強度較低;陰模成型比陽模成型難度大,小型制品比大型制品生產難度大;生產現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣,環(huán)境污染程度一般均大于其他的工藝方法。噴射成型
成形技術路線將混有引發(fā)劑和促進劑的兩種聚酯分別從噴槍兩側噴出,同時將切斷將一定量的預混料或預浸料加入金屬對模內,經(jīng)加熱、加壓固化而成型的一種方法。模壓料的品種可以是預浸物料、預混物料,也可以是坯料。優(yōu)點:生產效率高,便于實現(xiàn)自動化;產品尺寸精度高,重復性好;表面光潔,無需二次修飾;能一次成型結構復雜的制品;不足之處:模具制造復雜,投資較大。模壓成型工藝示意圖模壓成型SMC模壓成型工藝流程將一定量的預混料或預浸料加入金屬對模內,經(jīng)加熱、加壓固化而成1.3復合材料著名生產企業(yè)1麥格納:加拿大汽車供應商Magna公司與加拿大政府的研發(fā)組織——國家研究委員會(簡稱NRC)于2009年底結成伙伴關系,旨在支持加拿大汽車工業(yè)研發(fā)安全、經(jīng)濟、環(huán)境友好和燃料效率高的“新一代”車輛。雙方將在加拿大安大略省康科德創(chuàng)建一個Magna-NRC復合材料優(yōu)勝中心,重點研發(fā)熱塑性復合材料汽車零部件。1.3復合材料著名生產企業(yè)1麥格納:加拿大汽車供應商Ma2沙伯基礎創(chuàng)新塑料推出Noryl和Valox汽車樹脂的全新高端產品系列。該系列產品旨在降低插電式混合動力車(PHEV)和電動車(BEV)的重量并提高其性能,從而幫助客戶打造動力系統(tǒng)替代解決方案。與相應的競爭材料相比,沙伯基礎創(chuàng)新塑料的新材料具有出眾的抗沖擊性、韌性、耐高溫性以及其他特性。1.3復合材料著名生產企業(yè)2沙伯基礎創(chuàng)新塑料推出Noryl和Valox汽車樹脂的全新高3朗盛發(fā)明的塑料金屬合成技術(也被稱作“復合技術”)已在汽車行業(yè)中得到了廣泛且成功的應用。該復合技術主要用于生產輕質、高強度結構部件,比如前端、踏板支架以及剎車踏板。此前,所有結構部件都以鋼板或鋁板作為原材料。如今,有機塑料板將首次與鋁板共同用于汽車的復合材料前端。4戴姆勒Toray將和德國汽車制造商戴姆勒(Daimler)聯(lián)合開發(fā)碳纖維汽車零部件,且新開發(fā)出來的碳纖維零部件將從2012年起用在梅賽德斯—奔馳轎車上。研發(fā)工作將在Toray的法國工廠進行。梅賽德斯將成為首批使用新開發(fā)的碳纖維零部件的車型。1.3復合材料著名生產企業(yè)3朗盛發(fā)明的塑料金屬合成技術(也被稱作“復合技術”)已在汽車復合材料概念汽車復合材料概念汽車2.復合材料(塑料)在汽車工業(yè)—輕量化方面的應用2.復合材料(塑料)在汽車工業(yè)—近30多年來,國際上汽車塑料的用量在不斷增加,平均每輛車上塑料的用量從20世紀70年代初的50--60kg已發(fā)展到目前的150kg,而且增長還在繼續(xù)。在日本、美國和歐洲等發(fā)達國家中,每輛轎車平均使用塑料已超過150kg,占汽車總重量的10%。汽車塑料中用量最大的通用塑料品種是聚丙烯(PP)、ABS樹脂、聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)。很明顯,聚烯烴材料構成了汽車主要的塑料件,而且這種趨勢在今ABS樹脂后將會越來越明顯。2.1塑料復合材料在汽車輕量化方面的應用塑料復合材料在汽車領域的應用現(xiàn)狀近30多年來,國際上汽車塑料的用量在不斷增加,平均每輛車上可持續(xù)發(fā)展
2.1
塑料復合材料在汽車輕量化方面的應用
解決之道:汽車輕量化節(jié)能低碳環(huán)保(回收)汽車重量效果10%燃油效率可提高6%~8%100公斤油耗可降低0.3~0.6L/100km100公斤CO2排放,降低5~8g/km汽車燃料油,占石油總消耗的35%;汽車排放CO2,占人類活動CO2的20%;可持續(xù)發(fā)展
2.1塑料復合材料在汽車輕量化方面的應用
解決密度g/cm3減重預估?以塑料代替鋼,制品重量降低潛力達50%以上;?以塑料代替鋁,制品重量降低40%;?已經(jīng)考慮為補償材料剛性降低而采取的設計措施。低密度工程塑料所帶來的減重效應鋁鎂聚酰胺鋼2.1塑料復合材料在汽車輕量化方面的應用7.81.36密度g/cm3減重預估低密度工程塑料所帶來的減重效應鋁鎂座椅泡沫頂棚儀表板背泡方向盤地毯底層在減輕重量的同時要考慮材料的性能是否滿足要求!決不能犧牲性能!低密度聚氨酯泡沫產品座椅泡沫頂棚儀表板背泡方向盤地毯底層在減輕重量的同時要考慮材3256g1908g614g進氣歧管316g發(fā)動機懸置油濾外殼油底殼
2297g1910g扭力桿
587g發(fā)動機懸置傳統(tǒng)汽車動力總成中的金屬部件總重量10.8kg…氣門室罩蓋3256g1908g614g進氣歧管316g油氣門室罩蓋進氣歧管發(fā)動機懸置發(fā)動機懸置油濾外殼扭力桿油底殼如果替換成塑料件,可以減重3.2kg,減重幅度達到30%!氣門室罩蓋進氣歧管發(fā)動機懸置發(fā)動機懸置油濾外殼扭力桿油底殼如馬達外殼翼子板安全氣囊外殼踏腳板金屬件塑料件在內外飾系統(tǒng)中也有很多潛在的金屬替代減重可能性低密度工程塑料制品馬達外殼翼子板安全氣囊外殼踏腳板金屬件塑料件在內外飾系統(tǒng)中也2.2塑料復合材料在汽車上的應用現(xiàn)狀塑料用量/車占汽車總重內飾件其他發(fā)達國家200kg~300kg22%~26%基本塑料化外飾件、車身、結構件中國80kg~150kg8%~12%部分很少綜上,國內汽車用復合材料的開發(fā)和應用前景廣闊!2.2塑料復合材料在汽車上的應用現(xiàn)狀塑料用量/車占汽車總重2.3寶馬i3:從碳纖維到成品的全過程寶馬第一輛純電動i3已于2013年9月18日駛出了位于德國萊比錫工廠的生產線。每條聚丙烯腈線束包含100000根白色細絲,方便生產兩條各50000根絲線的碳纖維束聚丙烯腈纖維有人造羊毛之稱。具有柔軟、膨松、不易染、色澤鮮艷、耐光、抗菌、不怕蟲蛀等優(yōu)點。2.3寶馬i3:從碳纖維到成品的全過程寶馬第一輛純電動i31.白色的聚丙烯腈變成黑色的碳纖維2.碳纖維軟性板材在一定的壓力和溫度下,將熱塑性紡織纖維轉化成極其細長的碳纖維絲線,其中每條碳纖維的直徑僅有0.007毫米,
根據(jù)需要紡織成各種各樣的結構和樣式;沖壓完成碳纖維軟性板材(類似坐墊、地毯)的制造。通過各種加工機械,碳纖維板材被切割成各種不同的大小和形狀,然后再利用熱處理或塑料粉末高壓粘合技術,把這些板件加工出立體構型。2.3寶馬i3:從碳纖維到成品的全過程1.白色的聚丙烯腈變成黑色的碳纖維2.碳纖維軟性板樹脂傳遞成型前的剪裁處理2.3寶馬i3:從碳纖維到成品的全過程RTM起始于50年代,是手糊成型工藝改進的一種閉模成型技術。將玻璃纖維鋪放到閉模的模腔內,用壓力將樹脂膠液注入模腔,浸透玻纖,然后固化,脫模成型制品。樹脂傳遞成型前的剪裁處理2.3寶馬i3:從碳纖維到成品的全2.3寶馬i3:從碳纖維到成品的全過程2.3寶馬i3:從碳纖維到成品的全過程3.Al-Si-Mg復合材料發(fā)動機缸套的制備技術3.Al-Si-Mg復合材料3.1氣缸套材料及制備技術的研究現(xiàn)狀(1)傳統(tǒng)氣缸套的制備技術:合金鑄鐵離心鑄造法、鋼質毛坯拉伸法、雙金屬合金,鋁合金整體氣缸體(用于小功率發(fā)動機)。(2)陶瓷氣缸套:日本80年代最先研究,并已應用于高檔賽車,優(yōu)點:工作溫度高達1300-1500℃,不需水冷,節(jié)能減重,提高效率;(3)碳(C)基復合材料氣缸套:美國人研究開發(fā),目前還處于實驗室研究階段。其優(yōu)點是節(jié)能減重,提高效率;3.1氣缸套材料及制備技術的研究現(xiàn)狀(1)傳統(tǒng)氣缸套的制備技(4)Al基復合材料氣缸套:德、英等國,增強體主要有SiC、Al2O3等,制備工藝主要有噴射沉積、粉末冶金等,目前處于研究階段。(5)過共晶Al-Si合金氣缸套:德國,以Al-25Si合金為原料,噴射沉積制備高檔發(fā)動機氣缸套,強度高達400MPa以上,有利于提高發(fā)動機效率;德國人以Al-Si共晶合金為基體,通過激光熔覆得到一層厚度約0.8mm左右的高Si層,然后磨削成氣缸套零件。(4)Al基復合材料氣缸套:謝謝大家!謝謝大家!1、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Saturday,December17,20222、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。18:56:5418:56:5418:5612/17/20226:56:54PM3、越是沒有本領的就越加自命不凡。12月-2218:56:5418:56Dec-2217-Dec-224、越是無能的人,越喜歡挑剔別人的錯兒。18:56:5418:56:5418:56Saturday,December17,20225、知人者智,自知者明。勝人者有力,自勝者強。12月-2212月-2218:56:5418:56:54December17,20226、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。17十二月20226:56:54下午18:56:5412月-227、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月226:56下午12月-2218:56December17,20228、業(yè)余生活要有意義,不要越軌。2022/12/1718:56:5418:56:5417December20229、一個人即使已登上頂峰,也仍要自強不息。6:56:54下午6:56下午18:56:5412月-2210、你要做多大的事情,就該承受多大的壓力。12/17/20226:56:54PM18:56:5417-12月-2211、自己要先看得起自己,別人才會看得起你。12/17/20226:56PM12/17/20226:56PM12月-2212月-2212、這一秒不放棄,下一秒就會有希望。17-Dec-2217December202212月-2213、無論才能知識多么卓著,如果缺乏熱情,則無異紙上畫餅充饑,無補于事。Saturday,December17,202217-Dec-2212月-2214、我只是自己不放過自己而已,現(xiàn)在我不會再逼自己眷戀了。12月-2218:56:5417December202218:56謝謝大家1、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月35復合材料在現(xiàn)代汽車工業(yè)中的發(fā)展與應用復合材料在現(xiàn)代汽車1.什么是復合材料?主要的制備技術有哪些?2.復合材料(塑料)在汽車工業(yè)(輕量化方面)
的應用與發(fā)展。3.Al-Si-Mg復合材料制備汽車發(fā)動機缸套的工藝
過程介紹。復合材料在現(xiàn)代汽車工業(yè)中的發(fā)展與應用1.什么是復合材料?主要的制備技術有哪些?2.復合材料(塑料1.什么是復合材料?主要的制備技術1.什么是復合材料?主要的制備技術1.1什么是復合材料?古代人建土坯房時常在粘土泥漿中摻入稻草,這有何作用呢?稻草增強粘土1.1什么是復合材料?古代人建土坯房時常在粘土泥漿中摻入稻1.1什么是復合材料?復合材料(Compositematerials),是由兩種或兩種以上不同性質的材料,通過物理或化學的方法,在宏觀上組成具有新性能的材料?;w材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。1.1什么是復合材料?復合材料(Compositema復合材料的分類1.1什么是復合材料?①纖維增強復合材料將各種纖維增強體置于基體材料內復合而成。如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。②夾層復合材料由性質不同的表面材料和芯材組合而成。通常面材強度高、??;芯材質輕、強度低,但具有一定剛度和厚度。分為實心夾層和蜂窩夾層兩種。③細粒復合材料將硬質細粒均勻分布于基體中,如彌散強化合金、金屬陶瓷等。④混雜復合材料由兩種或兩種以上增強相材料混雜于一種基體相材料中構成。此外,還發(fā)明了先進復合材料,分為樹脂基、金屬基和陶瓷基復合材料。其使用溫度分別達250~350℃、350~1200℃和1200℃以上。可除作為結構材料外,還可用作功能材料,如梯度復合材料(材料的化學和結晶學組成、結構、空隙等在空間連續(xù)梯變的功能復合材料)、機敏復合材料(具有感覺、處理和執(zhí)行功能,能適應環(huán)境變化的功能復合材料)、仿生復合材料、隱身復合材料等。復合材料的分類1.1什么是復合材料?①纖維增強復合材料再生樹脂復合材料第五代復合材料戰(zhàn)機復合材料電纜支架verton復合材料印度復合材料武裝直升機pvd復合材料1.1什么是復合材料?再生樹脂復合材料第五代復合材料戰(zhàn)機復合材料電纜支架verto復合材料的應用①航空航天領域可用于制造飛機機翼和前機身、衛(wèi)星天線及其支撐結構、太陽能電池翼和外殼、大型運載火箭的殼體、發(fā)動機殼體、航天飛機結構件等。②汽車工業(yè)可用于制造汽車車身、受力構件、傳動軸、發(fā)動機架及其內部構件。③化工、紡織和機械制造領域可用于制造化工設備、紡織機、造紙機、復印機、高速機床、精密儀器等④醫(yī)學領域可用于制造醫(yī)用X光機和矯形支架等。也用作生物醫(yī)學材料。此外,還用于制造體育運動器件和用作建筑材料等。1.1什么是復合材料?復合材料的應用①航空航天領域可用于制造飛機機翼和前機身、2007年中國(大陸)行業(yè)中,復合材料玻璃纖維產量160萬噸其中115.5萬噸用于玻璃鋼(FRP)工業(yè);不飽和聚酯樹脂(UPR)產量135萬噸,其中68.8萬噸用于玻璃鋼領域,占51%2008年我國復合材料整個行業(yè)全年經(jīng)濟運行平穩(wěn),產量增長達12%左右。行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)全年實現(xiàn)工業(yè)增加值86.7億元工業(yè)總產值258億元,新產品產值11.6億元,銷售產值253億元從2010年年初起,國家發(fā)改委、科技部、財政部、工信部四部委聯(lián)合制定下發(fā)了《關于加快培育戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》代擬稿,經(jīng)過半年的意見征求,主要領域從7個擴為9個,其中“新材料”中分列了特種功能和高性能復合材料兩項。復合材料在中國的發(fā)展現(xiàn)狀2007年中國(大陸)行業(yè)中,復合材料玻璃纖維產1.2復合材料的制備技術金屬基復合材料:固相成型法和液相成型法。前者是在低于基體熔點溫度下,通過施加壓力實現(xiàn)成型,包括擴散焊接、粉末冶金、熱軋、熱拔、熱等靜壓和爆炸焊接等。后者是將基體熔化后,充填到增強體材料中,包括傳統(tǒng)鑄造、真空吸鑄、真空反壓鑄造、擠壓鑄造及噴鑄等。陶瓷基復合材料:固相燒結、化學氣相浸滲成型、化學氣相沉積成型等。樹脂基復合材料:手糊成型、噴射成型、纖維纏繞成型、模壓成型、拉擠成型、RTM成型、熱壓罐成型、隔膜成型、遷移成型、反應注射成型、軟膜膨脹成型、沖壓成型等。1.2復合材料的制備技術金屬基復合材料:固相成型法和液相手工作業(yè)把玻璃纖維和樹脂交替地鋪層在已被覆好脫模劑和膠衣的模具上,然后用壓輥滾壓壓實,最后在常溫下固化成型為汽車復合材料制品,如圖1所示。盡管在現(xiàn)代汽車復合材料成型新工藝不斷涌現(xiàn)的情況下,手糊成型工藝顯得比較原始,但是,該工藝卻具有其獨特的不可替代性,仍然為世界各國汽車復合材料行業(yè)特別是中國汽車復合材料行業(yè)所廣泛采用。缺點:生產效率低,生產周期長,工作環(huán)境差。生產的汽車零部件的質量往往不夠穩(wěn)定圖1手糊成型工藝示意圖圖2手糊成型工藝流程手糊成型
手工作業(yè)把玻璃纖維和樹脂交替地鋪層在已被覆好脫模劑和膠衣的模將混有引發(fā)劑和促進劑的兩種聚酯分別從噴槍兩側噴出,同時將切斷的玻纖由噴槍中心噴出,使其與樹脂在空間均勻混合后沉積到模具上。沉積到一定厚度時,用壓輥滾壓使纖維浸透樹脂,排除氣泡,經(jīng)常溫固化后成型為汽車復合材料制品。也被稱為“半機械手糊成型工藝”缺點:產品的均勻度取決于操作人員的熟練程度;制品強度較低;陰模成型比陽模成型難度大,小型制品比大型制品生產難度大;生產現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣,環(huán)境污染程度一般均大于其他的工藝方法。噴射成型
成形技術路線將混有引發(fā)劑和促進劑的兩種聚酯分別從噴槍兩側噴出,同時將切斷將一定量的預混料或預浸料加入金屬對模內,經(jīng)加熱、加壓固化而成型的一種方法。模壓料的品種可以是預浸物料、預混物料,也可以是坯料。優(yōu)點:生產效率高,便于實現(xiàn)自動化;產品尺寸精度高,重復性好;表面光潔,無需二次修飾;能一次成型結構復雜的制品;不足之處:模具制造復雜,投資較大。模壓成型工藝示意圖模壓成型SMC模壓成型工藝流程將一定量的預混料或預浸料加入金屬對模內,經(jīng)加熱、加壓固化而成1.3復合材料著名生產企業(yè)1麥格納:加拿大汽車供應商Magna公司與加拿大政府的研發(fā)組織——國家研究委員會(簡稱NRC)于2009年底結成伙伴關系,旨在支持加拿大汽車工業(yè)研發(fā)安全、經(jīng)濟、環(huán)境友好和燃料效率高的“新一代”車輛。雙方將在加拿大安大略省康科德創(chuàng)建一個Magna-NRC復合材料優(yōu)勝中心,重點研發(fā)熱塑性復合材料汽車零部件。1.3復合材料著名生產企業(yè)1麥格納:加拿大汽車供應商Ma2沙伯基礎創(chuàng)新塑料推出Noryl和Valox汽車樹脂的全新高端產品系列。該系列產品旨在降低插電式混合動力車(PHEV)和電動車(BEV)的重量并提高其性能,從而幫助客戶打造動力系統(tǒng)替代解決方案。與相應的競爭材料相比,沙伯基礎創(chuàng)新塑料的新材料具有出眾的抗沖擊性、韌性、耐高溫性以及其他特性。1.3復合材料著名生產企業(yè)2沙伯基礎創(chuàng)新塑料推出Noryl和Valox汽車樹脂的全新高3朗盛發(fā)明的塑料金屬合成技術(也被稱作“復合技術”)已在汽車行業(yè)中得到了廣泛且成功的應用。該復合技術主要用于生產輕質、高強度結構部件,比如前端、踏板支架以及剎車踏板。此前,所有結構部件都以鋼板或鋁板作為原材料。如今,有機塑料板將首次與鋁板共同用于汽車的復合材料前端。4戴姆勒Toray將和德國汽車制造商戴姆勒(Daimler)聯(lián)合開發(fā)碳纖維汽車零部件,且新開發(fā)出來的碳纖維零部件將從2012年起用在梅賽德斯—奔馳轎車上。研發(fā)工作將在Toray的法國工廠進行。梅賽德斯將成為首批使用新開發(fā)的碳纖維零部件的車型。1.3復合材料著名生產企業(yè)3朗盛發(fā)明的塑料金屬合成技術(也被稱作“復合技術”)已在汽車復合材料概念汽車復合材料概念汽車2.復合材料(塑料)在汽車工業(yè)—輕量化方面的應用2.復合材料(塑料)在汽車工業(yè)—近30多年來,國際上汽車塑料的用量在不斷增加,平均每輛車上塑料的用量從20世紀70年代初的50--60kg已發(fā)展到目前的150kg,而且增長還在繼續(xù)。在日本、美國和歐洲等發(fā)達國家中,每輛轎車平均使用塑料已超過150kg,占汽車總重量的10%。汽車塑料中用量最大的通用塑料品種是聚丙烯(PP)、ABS樹脂、聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)。很明顯,聚烯烴材料構成了汽車主要的塑料件,而且這種趨勢在今ABS樹脂后將會越來越明顯。2.1塑料復合材料在汽車輕量化方面的應用塑料復合材料在汽車領域的應用現(xiàn)狀近30多年來,國際上汽車塑料的用量在不斷增加,平均每輛車上可持續(xù)發(fā)展
2.1
塑料復合材料在汽車輕量化方面的應用
解決之道:汽車輕量化節(jié)能低碳環(huán)保(回收)汽車重量效果10%燃油效率可提高6%~8%100公斤油耗可降低0.3~0.6L/100km100公斤CO2排放,降低5~8g/km汽車燃料油,占石油總消耗的35%;汽車排放CO2,占人類活動CO2的20%;可持續(xù)發(fā)展
2.1塑料復合材料在汽車輕量化方面的應用
解決密度g/cm3減重預估?以塑料代替鋼,制品重量降低潛力達50%以上;?以塑料代替鋁,制品重量降低40%;?已經(jīng)考慮為補償材料剛性降低而采取的設計措施。低密度工程塑料所帶來的減重效應鋁鎂聚酰胺鋼2.1塑料復合材料在汽車輕量化方面的應用7.81.36密度g/cm3減重預估低密度工程塑料所帶來的減重效應鋁鎂座椅泡沫頂棚儀表板背泡方向盤地毯底層在減輕重量的同時要考慮材料的性能是否滿足要求!決不能犧牲性能!低密度聚氨酯泡沫產品座椅泡沫頂棚儀表板背泡方向盤地毯底層在減輕重量的同時要考慮材3256g1908g614g進氣歧管316g發(fā)動機懸置油濾外殼油底殼
2297g1910g扭力桿
587g發(fā)動機懸置傳統(tǒng)汽車動力總成中的金屬部件總重量10.8kg…氣門室罩蓋3256g1908g614g進氣歧管316g油氣門室罩蓋進氣歧管發(fā)動機懸置發(fā)動機懸置油濾外殼扭力桿油底殼如果替換成塑料件,可以減重3.2kg,減重幅度達到30%!氣門室罩蓋進氣歧管發(fā)動機懸置發(fā)動機懸置油濾外殼扭力桿油底殼如馬達外殼翼子板安全氣囊外殼踏腳板金屬件塑料件在內外飾系統(tǒng)中也有很多潛在的金屬替代減重可能性低密度工程塑料制品馬達外殼翼子板安全氣囊外殼踏腳板金屬件塑料件在內外飾系統(tǒng)中也2.2塑料復合材料在汽車上的應用現(xiàn)狀塑料用量/車占汽車總重內飾件其他發(fā)達國家200kg~300kg22%~26%基本塑料化外飾件、車身、結構件中國80kg~150kg8%~12%部分很少綜上,國內汽車用復合材料的開發(fā)和應用前景廣闊!2.2塑料復合材料在汽車上的應用現(xiàn)狀塑料用量/車占汽車總重2.3寶馬i3:從碳纖維到成品的全過程寶馬第一輛純電動i3已于2013年9月18日駛出了位于德國萊比錫工廠的生產線。每條聚丙烯腈線束包含100000根白色細絲,方便生產兩條各50000根絲線的碳纖維束聚丙烯腈纖維有人造羊毛之稱。具有柔軟、膨松、不易染、色澤鮮艷、耐光、抗菌、不怕蟲蛀等優(yōu)點。2.3寶馬i3:從碳纖維到成品的全過程寶馬第一輛純電動i31.白色的聚丙烯腈變成黑色的碳纖維2.碳纖維軟性板材在一定的壓力和溫度下,將熱塑性紡織纖維轉化成極其細長的碳纖維絲線,其中每條碳纖維的直徑僅有0.007毫米,
根據(jù)需要紡織成各種各樣的結構和樣式;沖壓完成碳纖維軟性板材(類似坐墊、地毯)的制造。通過各種加工機械,碳纖維板材被切割成各種不同的大小和形狀,然后再利用熱處理或塑料粉末高壓粘合技術,把這些板件加工出立體構型。2.3寶馬i3:從碳纖維到成品的全過程1.白色的聚丙烯腈變成黑色的碳纖維2.碳纖維軟性板樹脂傳遞成型前的剪裁處理2.3寶馬i3:從碳纖維到成品的全過程RTM起始于50年代,是手糊成型工藝改進的一種閉模成型技術。將玻璃纖維鋪放到閉模的模腔內,用壓力將樹脂膠液注入模腔,浸透玻纖,然后固化,脫模成型制品。樹脂傳遞成型前的剪裁處理2.3寶馬i3:從碳纖維到成品的全2.3寶馬i3:從碳纖維到成品的全過程2.3寶馬i3:從碳纖維到成品的全過程3.Al-Si-Mg復合材料發(fā)動機缸套的制備技術3.Al-Si-Mg復合材料3.1氣缸套材料及制備技術的研究現(xiàn)狀(1)傳統(tǒng)氣缸套的制備技術:合金鑄鐵離心鑄造法、鋼質毛坯拉伸法、雙金屬合金,鋁合金整體氣缸體(用
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