Inovácia materiálov podvozku inteligentných vozidiel

Ľahká konkurencia medzi novými energetickými vozidlami sa rozšírila z vnútorných a vonkajších dielov karosérie na základné konštrukčné komponenty podvozkov. Odpruženia zohrávajú rozhodujúcu úlohu pri jazdnom výkone, keďže kľúčové časti vykonávajú-nosné, tlmiace a ovládateľné funkcie celého vozidla.

 

JMJT MOLD CHIAN,spoločnosť zaoberajúca sa špičkovými{0}}technológiami, ktorá sa špecializuje na výskum a vývoj automobilových foriem z kompozitných materiálov, dosiahla-všestranné inovácie v štruktúre foriem, regulácii teploty a systémoch polohovania vlákien. Jeho riešenia dosahujú dokonalú rovnováhu medzi ultra-vysokou tuhosťou, ľahkým dizajnom, odolnosťou proti nárazu a kontrolou nákladov na hromadnú výrobu, čím poskytujú realizovateľné riešenia hromadnej{4}}výroby pre závesy podvozkov všetkých typov nových energetických vozidiel.

 

Obmedzenia jedno{0}}vláknových odpružení pre celý-rozsah výrobcu vozidiel

 

· Závesy z polyméru vystuženého uhlíkovými vláknami (CFRP).

Výhody:Vynikajúca špecifická pevnosť a modul. Znižujú hmotnosť oceľových závesov o 50 % – 60 %, čím výrazne znižujú neodpruženú hmotu pre rýchlejšiu odozvu podvozku. Vďaka vynikajúcej dlhodobej-odolnosti voči únave vibráciami a takmer{5}}nulovému koeficientu tepelnej rozťažnosti si zachovávajú stabilné rozmery pri vysokých aj nízkych teplotách.

Nevýhody:Suroviny z uhlíkových vlákien stoja 5- až 8-krát viac ako sklenené vlákna, čo zvyšuje náklady na obstarávanie komponentov pre veľké-aplikácie vo vozidlách. Materiál je krehký a náchylný na integrálne praskanie pri menších kolíziách, čo vedie k vysokým nákladom na údržbu. Tvrdé uhlíkové vlákna spôsobujú silné odieranie dutín foriem; bežné formy trpia rozmerovými odchýlkami už po 300 000 výstreloch, čo má za následok vysoké náklady na údržbu pri hromadnej výrobe. Takéto odpruženie je vhodné len pre-výkonné vozidlá a nemôže byť široko používané v osobných automobiloch-predávaných na masovom trhu.

 

· Závesy z polyméru vystuženého sklenenými vláknami (GFRP).

 

Výhody:Náklady na suroviny sú nízke, približne jedna -pätina uhlíkových vlákien. Materiál sa vyznačuje vynikajúcou tekutosťou počas formovania, spôsobuje minimálne opotrebovanie foriem a poskytuje vynikajúcu absorpciu nárazovej energie. Pri kolíziách delaminácia vlákien rozptýli nárazovú silu, čím zabráni úplnému štrukturálnemu zlomu. Je ideálny pre hromadnú výrobu kompaktných batériových elektrických vozidiel a nových energetických úžitkových vozidiel.

 

Nevýhody: Obmedzená tuhosť a potenciál nízkej hmotnosti. Suspenzie GFRP vážia o viac ako 35 % viac ako suspenzie z uhlíkových vlákien rovnakého objemu. Sú náchylné na deformáciu v ohybe pri veľkom zaťažení alebo agresívnej jazde a k odlepeniu vlákien môže dôjsť po -dlhodobej hrboľatej ceste, ktorá nespĺňa požiadavky na ovládanie podvozku vozidiel vyššej kategórie-.

 

Na tomto pozadí,hybridné uhlíkové-suspenzie zo sklenených vlákiensa ukázali ako optimálne priemyselné riešenie. Uhlíkové vlákna sú položené na hlavných napínacích rebrách a spojovacích bodoch puzdier odpruženia, aby poskytli tuhú podporu a maximálne zníženie hmotnosti, zatiaľ čo sklenené vlákna tvoria hlavné telo odpruženia, aby sa zvýšila celková rázová húževnatosť a znížili sa náklady na suroviny. Uhlíkové vlákna a sklenené vlákna sa však drasticky líšia v hustote, rýchlosti zmršťovania, zmáčavosti živice a správaní sa k toku pri vrstvení. Bežné univerzálne formy budú produkovať fatálne chyby, ako je delaminácia vlákien, čiastočný nedostatok materiálu, deformácia výlisku a rozpojenie rozhrania. Prekážkou pri zavádzaní materiálových inovácií sa preto stali špeciálne tvarovacie formy.

 

 

II. Základné technológie špeciálnych tvarovacích foriem pre hybridné uhlíkové-závesy zo sklenených vlákien

 

Spoločnosť JMJT Mold CHINA, ktorá sa zamerala na dva hlavné komponenty podvozku, menovite ovládacie ramená pruženia a kompozitné listové pružiny, dokončila úplnú technickú iteráciu foriem z hybridných vlákien a vyriešila všetky technické výzvy v rámci procesu spolu{0}}tvorby uhlíkových vlákien a sklenených vlákien.

 

1. Rozdelené predinštalované polohovacie vložky

Odnímateľné polohovacie štrbiny z uhlíkových vlákien sú zapustené v namáhaných-zónach dutiny závesnej formy, zatiaľ čo stanice na umiestňovanie predliskov zo sklenených vlákien sú vyhradené v oblasti hlavnej dutiny. Mechanické obmedzujúce štruktúry vo vnútri formy presne zamykajú polohy uloženia dvoch vlákien, čím sa eliminuje zmiešaný tok a delaminácia uhlíkových a sklenených vlákien počas tvarovania. Simulujú sa trajektórie namáhania vlákien pri pracovných podmienkach narážania a vytláčania suspenzií. Vrstvené vejárovité-rozbiehavé bežce sú prispôsobené pre vráta formy, aby vyrovnali rozdiel v rýchlosti toku plnenia medzi týmito dvoma vláknami. Po lisovaní sa rovnomernosť rozloženia vlákien vo vnútri suspenzií zvýši o 96 %, čím sa úplne vylúčia praskliny spôsobené pnutím a defekty bielenia povrchu a kolísanie mechanických vlastností komponentov je kontrolované v rozmedzí ± 3 %.

 

2. Nezávislý zónový uzavretý-systém regulácie teploty v slučke

Koeficienty tepelnej rozťažnosti uhlíkových a sklenených vlákien sa líšia takmer o 40 %. Vzhľadom k tomu, že špeciálne tvarované konštrukčné diely-veľkosti{3}} sú závesy veľmi náchylné na ohýbanie a torznú deformáciu počas ochladzovania po lisovaní, čo priamo zhoršuje presnosť montáže puzdier. Forma využíva nezávislý dizajn regulácie teploty v zónovom olejovom -okruhu: dva samostatné moduly cirkulácie horúceho oleja sú vybavené pre zóny vystužené uhlíkovými vláknami a 5 riadených teplotných zón formy v rámci rozdielnych teplotných rozdielov 0±0±. požiadavky na teplotu vytvrdzovania uhlíkových vlákien a sklenených vlákien. Substrát dutiny formy je pred-kalená oceľ 718H a na plochy náchylné na trenie{12}}sú nastriekané nano-keramické povlaky-odolné voči opotrebeniu. To nielenže kompenzuje rozdiel v zmrašťovaní pri chladení medzi týmito dvoma vláknami, ale tiež výrazne znižuje odieranie dutiny formy spôsobené tvrdými uhlíkovými vláknami, čo umožňuje stabilnú masovú výrobu viac ako 1,2 milióna kusov na sadu foriem.

 

3. Viacstupňový-vákuový odvzdušňovací a vysokotlakový{2}}systém vstrekovania živice

Riadiace ramená pruženia a kompozitné listové pružiny majú zvyčajne hrúbku steny v rozsahu od 8 mm do 15 mm. Naskladané hybridné vlákna výrazne zvyšujú náročnosť impregnácie živicou, čo ľahko vedie k vnútorným pórom a odlepeniu na rozhraní vlákna-živice, čo vedie k únavovému lomu komponentov podvozku. Forma je vybavená tromi vrstvami vetracích štrbín (hlavná, sekundárna a mikro) a pred upnutím formy je implementované plné vákuové podtlakové čerpanie. Vstrekovací systém využíva protiprúdové zmiešané vstrekovanie pod vysokým tlakom 1–6 MPa, čo umožňuje živici rýchlo prenikať vrstvami uhlíkových a sklenených vlákien. Pórovitosť lisovaných dielov je menšia ako 0,3 % a rázová húževnatosť je zvýšená o 45 % v porovnaní s dielmi vyrobenými prostredníctvom tradičných foriem, čím úplne prešli testom bezpečnosti pri pulzujúcej únave podvozku s 300 000 cyklami.

 

Integrovaná štruktúra formy so zabudovanými kovovými puzdrami

Upevňovacie body puzdier na oboch koncoch zavesenia slúžia ako oblasti nosenia-jadra. Forma je vybavená-vstavanými automatickými polohovacími vložkami pre puzdrá, ktoré umožňujú priame zapustenie kovových puzdier pri ukladaní vláknitých predliskov. Hybridné uhlíkové-sklenené vlákna sa lisujú-v jednom kroku a po vylisovaní vytvárajú bezšvové spojenie medzi puzdrami a kompozitným substrátom. Nevyžadujú sa žiadne následné lisovacie-procesy ani lepenie. Čas spracovania jedného dielu sa skráti o 60 %, pričom rozmerová chyba pri montáži je kontrolovaná v rámci 0,02 mm alebo menej, čo spĺňa štandardy automatických montážnych liniek výrobcov OEM vozidiel.

 

 

III.Mould-riadená priemyselnou spoluprácou smerom nahor a nadol

Ako výrobca foriem, Taizhou Huangyan Jiutai Mold Co., Ltd. presahuje len dodávanie nástrojov. Vybudovala komplexný-servisný systém pokrývajúci „porovnávanie receptúry materiálu – prispôsobený vývoj formy – skúšobné overenie formy – prenos procesu hromadnej výroby“.

 

Spoločnosť prevádzkuje{0}}vlastnú dielňu na skúšanie kompozitných materiálov vybavenú tonážnymi lismi a vysokorýchlostným{1}}zariadením na vstrekovanie. Môže dokončiť celý-odber vzoriek, testovanie mechanického výkonu a overenie rozmerov hybridných uhlíkových-komponentov zo sklenených vlákien, čím sa skrátia vývojové cykly nových produktov pre výrobcov automobilov o 30 %.

 

Firma vyvinula technológie foriem pre recyklovateľné termoplastické kompozity, aby sa zosúladila s trendom nízkouhlíkového obehového hospodárstva. Vytvorené hybridné uhlíkové-časti zo sklenených vlákien možno recyklovať a znovu vyrobiť pri vysokých teplotách, čo pomáha výrobcom vozidiel dosiahnuť ciele v oblasti znižovania emisií uhlíka a uhlíkovej neutrality.

 

Okrem toho, ako sa automobilové podvozky vyvíjajú smerom k inteligencii a integrácii, odpruženie zo sklenených vlákien a uhlíkových vlákien bude postupne zahŕňať funkcie snímania. Počas tvarovania kompozitu je možné zabudovať senzory z optických vlákien, tenzometre a ďalšie komponenty, aby bolo možné monitorovať-údaje v reálnom čase, ako je namáhanie a vibrácie odpruženia, čím sa podporuje inteligentné riadenie a aktívne ovládanie pruženia a ďalej sa zlepšuje bezpečnosť vozidla a ovládateľnosť.

 

 

Závesy zo sklenených vlákien sa sústreďujú na výhody nákladov na celý-život{1}}cyklus, ktoré spĺňajú komplexné požiadavky-predávaných vozidiel na ľahkú konštrukciu, spoľahlivosť a kontrolu nákladov. Odpruženia z uhlíkových vlákien sa vyznačujú maximálnou silnou stránkou výkonu a umožňujú špičkovým-vozidlám a novým energetickým vozidlám dosiahnuť všestranné-vylepšenia ovládania, dojazdu a jazdného komfortu. Vďaka odlišnej pozícii na trhu tieto dva typy zavesenia spoločne napredujú pri transformácii materiálov automobilových podvozkov z konvenčnej ocele na kompozity.

 

Vpred, s neustálym pokrokom v materiálových technológiách a procesoch lisovania, sa budú závesy zo sklenených vlákien vyvíjať smerom k vyššiemu výkonu, závesy z uhlíkových vlákien dosiahnu prelomové zníženie nákladov a hybridné kompozitné materiály sa stanú optimálnou voľbou pre vozidlá strednej-triedy. Tieto tri materiálové riešenia spoločne vytvoria diverzifikovanú oblasť materiálov automobilových podvozkov, ktoré budú poskytovať na mieru šité-riešenia pre vozidlá všetkých úrovní a smerovať k udržateľnému rozvoju automobilového priemyslu smerom k ľahkej,-vysokovýkonnej a ekologickej{4}}výrobe.