Os materiais não metálicos utilizados em automóveis incluem plásticos, borracha, selantes adesivos, materiais de fricção, tecidos, vidro e outros. Esses materiais abrangem diversos setores industriais, como petroquímica, indústria leve, têxtil e materiais de construção. Portanto, a aplicação de materiais não metálicos em automóveis reflete a crescente demanda por soluções inovadoras.Combina força econômica e tecnológica, e também abrange uma ampla gama de capacidades de desenvolvimento e aplicação de tecnologia em setores relacionados.
Atualmente, a fibra de vidro reforça o aço.Os materiais compósitos reforçados com fibra de vidro aplicados em automóveis incluem termoplásticos reforçados com fibra de vidro (QFRTP), termoplásticos reforçados com manta de fibra de vidro (GMT), compostos de moldagem em folha (SMC), materiais de moldagem por transferência de resina (RTM) e produtos de FRP laminados manualmente.
O principal reforço de fibra de vidroOs plásticos reforçados usados atualmente em automóveis são o polipropileno reforçado com fibra de vidro (PP), a poliamida 66 reforçada com fibra de vidro (PA66) ou PA6 e, em menor escala, os materiais PBT e PPO.
Os produtos de PP (polipropileno) reforçado possuem alta rigidez e tenacidade, e suas propriedades mecânicas podem ser melhoradas diversas vezes. O PP reforçado é utilizado em diversas áreas.como em móveis de escritório, por exemplo, em cadeiras infantis com encosto alto e cadeiras de escritório; também é usado em ventiladores axiais e centrífugos em equipamentos de refrigeração, como geladeiras e condicionadores de ar.
Materiais de PA (poliamida) reforçados já são utilizados em veículos de passageiros e comerciais, normalmente para a fabricação de pequenas peças funcionais. Exemplos incluem capas protetoras para fechaduras, cunhas de segurança, porcas embutidas, pedais de acelerador, protetores de câmbio e maçanetas. Se o material escolhido pelo fabricante da peça for instável,A qualidade, o processo de fabricação inadequado ou a secagem insuficiente do material podem levar à fratura de partes frágeis do produto.
Com o automDevido à crescente demanda da indústria automotiva por materiais leves e ecológicos, as montadoras estrangeiras estão cada vez mais optando por materiais GMT (termoplásticos revestidos com fibra de vidro) para atender às necessidades de componentes estruturais. Isso se deve principalmente à excelente resistência, ao curto ciclo de moldagem, à alta eficiência de produção, aos baixos custos de processamento e à natureza não poluente do GMT, tornando-o um dos materiais do século XXI. O GMT é usado principalmente na produção de suportes multifuncionais, suportes de painel, estruturas de assento, protetores de motor e suportes de bateria em veículos de passeio. Por exemplo, os Audi A6 e A4, atualmente produzidos pela FAW-Volkswagen, utilizam materiais GMT, mas ainda não alcançaram produção local.
Melhorar a qualidade geral dos automóveis para alcançar os níveis avançados internacionais e atingirVisando a redução de peso, vibração e ruído, empresas nacionais têm realizado pesquisas sobre os processos de produção e moldagem de materiais GMT. Elas possuem capacidade para produção em massa de materiais GMT, e uma linha de produção com capacidade anual de 3.000 toneladas de material GMT foi construída em Jiangyin, Jiangsu. Fabricantes de automóveis nacionais também estão utilizando materiais GMT no design de alguns modelos e já iniciaram a produção experimental em lote.
O composto de moldagem em folha (SMC) é um importante plástico termofixo reforçado com fibra de vidro. Devido ao seu excelente desempenho, capacidade de produção em larga escala e habilidade para obter superfícies de alta qualidade, ele tem sido amplamente utilizado na indústria automobilística. Atualmente, a aplicação deA utilização de materiais SMC estrangeiros na indústria automotiva tem apresentado avanços significativos. O principal uso de SMC em automóveis se concentra em painéis de carroceria, representando 70% do consumo total. O crescimento mais expressivo se observa em componentes estruturais e peças de transmissão. Nos próximos cinco anos, a expectativa é de que o uso de SMC em automóveis aumente de 22% a 71%, enquanto em outros setores industriais o crescimento deverá ficar entre 13% e 35%.
Status da aplicaçãoe Tendências de Desenvolvimento
1. O composto de moldagem de folhas reforçado com alto teor de fibra de vidro (SMC) está sendo cada vez mais utilizado em componentes estruturais automotivos. Sua aplicação foi demonstrada pela primeira vez em peças estruturais de dois modelos da Ford (Explorer e Ranger) em 1995. Devido à sua multifuncionalidade, é amplamente considerado vantajoso em termos de design estrutural, o que levou à sua ampla aplicação em painéis de automóveis, sistemas de direção, sistemas de radiadores e sistemas de dispositivos eletrônicos.
Os suportes superior e inferior, moldados pela empresa americana Budd, utilizam um material compósito contendo 40% de fibra de vidro em poliéster insaturado. Essa estrutura frontal de duas peças atende aos requisitos do usuário, com a parte frontal da cabine inferior estendendo-se para a frente. O suporte superiorO suporte é fixado na cobertura frontal e na estrutura dianteira da carroceria, enquanto o suporte inferior funciona em conjunto com o sistema de refrigeração. Esses dois suportes são interligados e cooperam com a cobertura e a estrutura da carroceria do veículo para estabilizar a parte dianteira.
2. Aplicação de materiais de composto de moldagem em folha (SMC) de baixa densidade: O SMC de baixa densidade possui uma gravidade específicaCom uma densidade de 1,3, e aplicações práticas e testes demonstraram que o SMC de baixa densidade é 30% mais leve que o SMC padrão, que possui densidade de 1,9. O uso desse SMC de baixa densidade pode reduzir o peso das peças em cerca de 45% em comparação com peças similares feitas de aço. Todos os painéis internos e o novo interior do teto do Corvette modelo 1999 da General Motors nos EUA são feitos de SMC de baixa densidade. Além disso, o SMC de baixa densidade também é usado em portas de carros, capôs e tampas de porta-malas.
3. Outras aplicações de SMC em automóveis, além dos novos usos mencionados anteriormente, incluem a produção de diversos...outras peças. Isso inclui portas de cabine, tetos infláveis, estruturas de para-choques, portas de carga, quebra-sóis, painéis da carroceria, tubos de drenagem do teto, faixas laterais de carrocerias e carrocerias de caminhões, sendo o maior uso em painéis externos da carroceria. Em relação ao status de aplicação no mercado interno, com a introdução da tecnologia de produção de automóveis de passageiros na China, o SMC foi adotado inicialmente em veículos de passeio, principalmente em compartimentos de pneus sobressalentes e estruturas de para-choques. Atualmente, também é aplicado em veículos comerciais para peças como placas de cobertura do compartimento do amortecedor, reservatórios de expansão, grampos de velocidade de linha, divisórias grandes/pequenas, conjuntos de cobertura de entrada de ar e muito mais.
Material compósito GFRPMolas de lâmina automotivas
O método de Moldagem por Transferência de Resina (RTM) envolve a prensagem da resina em um molde fechado contendo fibras de vidro, seguida de cura à temperatura ambiente ou com calor. Comparado ao método de Moldagem por Folhas (SMF), o RTM é um método mais rápido e eficiente.O método RTM (Reactive Thermal Molding) utiliza um composto de matriz metálica (SMC) que oferece equipamentos de produção mais simples, custos de moldes mais baixos e excelentes propriedades físicas dos produtos, mas é adequado apenas para produção em pequena e média escala. Atualmente, no exterior, as peças automotivas produzidas pelo método RTM abrangem desde o revestimento completo da carroceria até o acabamento. Em contrapartida, na China, a tecnologia de moldagem RTM para a fabricação de peças automotivas ainda está em fase de desenvolvimento e pesquisa, buscando atingir os níveis de produção de produtos similares estrangeiros em termos de propriedades mecânicas da matéria-prima, tempo de cura e especificações do produto final. As peças automotivas desenvolvidas e pesquisadas na China utilizando o método RTM incluem para-brisas, portas traseiras, difusores, tetos, para-choques e portas traseiras com abertura vertical para carros da marca Fukang.
No entanto, como aplicar o processo RTM a automóveis de forma mais rápida e eficaz, é necessário...A escolha dos materiais para a estrutura do produto, o nível de desempenho do material, os padrões de avaliação e a obtenção de superfícies de alta qualidade são questões de grande importância na indústria automotiva. Esses também são pré-requisitos para a ampla adoção da tecnologia RTM na fabricação de peças automotivas.
Por que usar FRP?
Do ponto de vista dos fabricantes de automóveis, o FRP (Plástico Reforçado com Fibra) em comparação com outros materiais...Os materiais er são uma alternativa muito atraente. Tomando como exemplo o SMC/BMC (Sheet Molding Compound/Bulk Molding Compound):
* Economia de peso
* Integração de componentes
* Flexibilidade de design
* Investimento significativamente menor
* Facilita a integração de sistemas de antenas
* Estabilidade dimensional (baixo coeficiente de expansão térmica linear, comparável ao do aço)
* Mantém alto desempenho mecânico em condições de alta temperatura.
Compatível com revestimento eletrolítico (pintura eletrônica)
Os motoristas de caminhão sabem muito bem que a resistência do ar, também conhecida como arrasto, sempre foi um fator significativo.Adversário para caminhões. A grande área frontal dos caminhões, o chassi alto e os reboques de formato quadrado os tornam particularmente suscetíveis à resistência do ar.
Para neutralizarA resistência do ar, que inevitavelmente aumenta a carga do motor, faz com que quanto maior a velocidade, maior a resistência. O aumento da carga devido à resistência do ar leva a um maior consumo de combustível. Para reduzir a resistência do ar que os caminhões enfrentam e, consequentemente, diminuir o consumo de combustível, os engenheiros têm se dedicado intensamente ao desenvolvimento de soluções. Além da adoção de designs aerodinâmicos para a cabine, muitos dispositivos foram adicionados para reduzir a resistência do ar na estrutura e na parte traseira do reboque. Quais são esses dispositivos projetados para reduzir a resistência do ar em caminhões?
Defletores de teto/laterais
Os defletores de teto e laterais são projetados principalmente para impedir que o vento atinja diretamente a carroceria quadrada, redirecionando a maior parte do ar para que flua suavemente sobre e ao redor das partes superior e laterais do reboque, em vez de impactar diretamente a frente do veículo.er, o que causa uma resistência significativa. Defletores com ângulo e altura ajustados corretamente podem reduzir bastante a resistência causada pelo reboque.
Saias laterais de carro
As saias laterais de um veículo servem para suavizar as laterais do chassi, integrando-o perfeitamente à carroceria. Elas cobrem elementos como tanques de combustível laterais, reduzindo a área frontal exposta ao vento e, assim, facilitando um fluxo de ar mais suave, sem criar turbulência.
Bumpe em posição baixar
O para-choque que se estende para baixo reduz o fluxo de ar que entra por baixo do veículo, o que ajuda a diminuir a resistência produzida pelo atrito entre o chassi e a carroceria.Além disso, alguns para-choques com orifícios de guia não apenas reduzem a resistência ao vento, mas também direcionam o fluxo de ar para os tambores ou discos de freio, auxiliando no resfriamento do sistema de frenagem do veículo.
Defletores laterais da caixa de carga
Os defletores laterais da caçamba cobrem parte das rodas e reduzem a distância entre o compartimento de carga e o solo. Esse design diminui o fluxo de ar que entra pelas laterais, por baixo do veículo. Como cobrem parte das rodas, esses defletoresOs motores também reduzem a turbulência causada pela interação entre os pneus e o ar.
Defletor traseiro
Projetado para revolucionarAo criar vórtices de ar na parte traseira, ele otimiza o fluxo de ar, reduzindo assim o arrasto aerodinâmico.
Então, quais materiais são usados para fabricar os defletores e as coberturas dos caminhões? Pelo que pude apurar, nesse mercado altamente competitivo, a fibra de vidro (também conhecida como plástico reforçado com fibra de vidro ou PRFV) é a preferida por ser leve, resistente, resistente à corrosão e...confiabilidade, entre outras propriedades.
A fibra de vidro é um material compósito que utiliza fibras de vidro e seus derivados (como tecido, manta e fios de fibra de vidro, etc.) como reforço, com resina sintética servindo como material de matriz.
Defletores/Coberturas de Fibra de Vidro
A Europa começou a usar fibra de vidro em automóveis já em 1955, com testes em carrocerias do modelo STM-II. Em 1970, o Japão utilizou fibra de vidro para fabricar calotas decorativas para rodas de carros e, em 1971, a Suzuki produziu tampas de motor e para-lamas em fibra de vidro. Na década de 1950, o Reino Unido iniciou o uso de fibra de vidro, substituindo as cabines anteriores de compósito de aço e madeira, como as do Ford Modelo T.O S21 e os carros de três rodas trouxeram um estilo completamente novo e menos rígido aos veículos daquela época.
Internamente na China, alguns mOs fabricantes têm investido bastante no desenvolvimento de carrocerias de fibra de vidro. Por exemplo, a FAW desenvolveu com sucesso, logo no início, tampas de motor em fibra de vidro e cabines com frente plana e teto basculante. Atualmente, o uso de produtos de fibra de vidro em caminhões médios e pesados na China é bastante difundido, incluindo cabines com motor de frente longa.Capas, para-choques, coberturas frontais, coberturas de teto da cabine, saias laterais e defletores. Um fabricante nacional renomado de defletores, a Dongguan Caiji Fiberglass Co., Ltd., exemplifica isso. Até mesmo algumas das luxuosas cabines-dormitório de grandes caminhões americanos admirados são feitas de fibra de vidro.
Leve, de alta resistência e resistente à corrosão.-resistente, amplamente utilizado em veículos
Devido ao seu baixo custo, ciclo de produção curto e grande flexibilidade de design, os materiais de fibra de vidro são amplamente utilizados em muitos aspectos da fabricação de caminhões. Por exemplo, há alguns anos, os caminhões nacionais tinham um design monótono e rígido, sendo incomum a personalização do exterior. Com o rápido desenvolvimento das rodovias nacionais, queEmbora o transporte de longa distância tenha sido bastante estimulado, a dificuldade em moldar cabines com aparência personalizada a partir de aço maciço, os altos custos de projeto de moldes e problemas como ferrugem e vazamentos em estruturas soldadas com múltiplos painéis levaram muitos fabricantes a optar pela fibra de vidro para as coberturas dos tetos das cabines.
Atualmente, muitos caminhões usam fiMateriais de fibra de vidro para capas frontais e para-choques.
A fibra de vidro caracteriza-se pela sua leveza e alta resistência, com uma densidade que varia entre 1,5 e 2,0. Isto corresponde a apenas um quarto a um quinto da densidade do aço carbono e é ainda inferior à do alumínio. Em comparação com o aço 08F, uma fibra de vidro com 2,5 mm de espessura apresenta uma densidade muito maior.A fibra de vidro possui resistência equivalente à do aço de 1 mm de espessura. Além disso, ela pode ser projetada de forma flexível de acordo com as necessidades, oferecendo maior integridade geral e excelente capacidade de fabricação. Isso permite uma escolha flexível de processos de moldagem com base na forma, finalidade e quantidade do produto. O processo de moldagem é simples, muitas vezes exigindo apenas uma única etapa, e o material possui boa resistência à corrosão. Ele resiste às condições atmosféricas, à água e a concentrações comuns de ácidos, bases e sais. Portanto, muitos caminhões atualmente utilizam materiais de fibra de vidro para para-choques dianteiros, tampas frontais, saias laterais e defletores.
Data da publicação: 02/01/2024
