מחקר על היישום של חומרים מרוכבים של פשתן וסיבי קנבוס

בהקשר של המעבר של תעשיית הרכב העולמית לכיוון קל משקל ופחמימה-נמוכה, חומרים מרוכבים מסיבים טבעיים שברו בהדרגה את המונופול של חומרים מבוססי- מאובנים. חומרים מרוכבים של סיבי קנבוס ופשתן, לאחר שינוי ואופטימיזציה של תהליך, התרחבו מיישומים במכוניות מירוץ ורכבי קונספט לרכיבי ליבה של כלי רכב בייצור מיינסטרים, והפכו לתמיכה מרכזית בטרנספורמציה ירוקה, בהתאם לחזון הביו-כלכלה האירופאי ולדרישות הפחתת הפחמן של יצרני הרכב.

I. יתרונות עיקריים של חומרים מרוכבים של סיבי קנבוס ופשתן ליישום רכב

חומר זה נוצר על ידי שילוב של סיבי קנבוס/פשתן עם שרפים תרמופלסטיים ושרף-ביולוגי. הביצועים המקיפים שלו עומדים בדרישות של רכיבי רכב, והוא גם ידידותי לסביבה וגם חסכוני, עם יתרונות משמעותיים על פני חומרים מסורתיים.

(1) איזון בין קל משקל וביצועים מכניים, עוזר לייעל את צריכת האנרגיה

הצפיפות של סיבי קנבוס ופשתן היא רק 1.1-1.4 גרם/ס"מ³, נמוכה בהרבה מסיבי זכוכית, פלדה וסיבי פחמן. החומרים המרוכבים העשויים מהם קלים ב-20%-30% מפלסטיק מסורתי ו-50% יותר מסגסוגות אלומיניום, מה שמפחית ביעילות את המשקל העצמי של הרכב, עוזר להגדיל את טווח הרכבים החשמליים ולהפחית את צריכת הדלק של רכבי בנזין. לאחר שינוי פני השטח, החוזק הספציפי שלו קרוב לזה של סיבי זכוכית, עם חוזק מתיחה שנע בין 500 ל-1500 MPa, מודול אלסטי בין 30 ל-70 GPa, מתאים לרכיבים מבניים פנימיים, חיצוניים וכמה שאינם הליבה. לאחר אופטימיזציה על ידי גריל powerRibs™ של Bcomp, ניתן לשפר עוד יותר את הביצועים המבניים.

(2) מאפיינים בולטים של-פחמן וסביבה, בהתאמה ליעדי הפחמן הכפולים

להמפ ולפשתן מחזורי צמיחה קצרים והם ידידותיים לסביבה לגידול. כל דונם של פשתן יכול לתפוס מעל 1.6 טון פחמן מדי שנה. לייצור חומר מרוכב זה יש צריכת אנרגיה נמוכה בהרבה מסיבי פחמן, עם הפחתה של 40%-60% בפליטת פחמן לאורך מחזור החיים שלו בהשוואה לחומרים מרוכבים מסיבי זכוכית. ניתן לפירוק ביולוגי ולמחזר את מוצרי הפסולת.

(3) תאימות תהליכית חזקה, הפחתת עלויות הייצור

ניתן להתאים את החומר הזה לתהליכי יציקת רכב והעברת שרף קיימים, ללא צורך בשינוי עובש בקנה מידה גדול- לייצור המוני. ניתן להשתמש בחומרים תרמופלסטיים מוספגים מראש בקווי ייצור-מהירים, וניתן ליצור רכיבים מורכבים תוך 10-30 דקות בלבד. מקורות חומרי הגלם רחבים והעלות נמוכה, עם הפחתה של 15%-30% בעלות מחזור החיים המלא בהשוואה לחומרים מסורתיים.

(4) פונקציות מגוונות, המתאימות למספר תרחישים

לחומר הזה ישבידוד קול מעולה, בידוד חום, אנטיבקטריאלי והגנה מפני UVנכסים. המרקם הטבעי של בד קנבוס יכול ליצור מרקם פנימי-גבוה, ולבטל את הצורך בתהליכי ציפוי משניים. לאחר הוספת חומרי שינוי ננו-, זה יכול לשפר את ביצועי המוליכות והעברת החום, מתאים לצרכים מיוחדים כגון הגנה סטטית, הרחבת תרחישי יישומים.

II. תרחישי יישום ספציפיים של חומרים מרוכבים של פשתן וסיבי קנבוס בתעשיית הרכב

עם התקדמות הטכנולוגיה ושיפור יכולות הייצור ההמוני, נעשה שימוש נרחב בחומר זה בתחום הרכב

פנים וחוץ, ואף התרחב לחלק מהרכיבים המבניים שאינם-הליבה. זה אומץ על ידי יצרני רכב כמו BMW ו-Volvo, והשיג מעבר מ"אימות מוגבל" ל"יישום בקנה מידה גדול.-

(1) רכיבי פנים: תרחישי יישום מיינסטרים, איזון בין נוחות וידידותיות לסביבה

רכיבי פנים הם אזור היישום הבוגר ביותר עבור חומר זה. הוא עומד בדרישות הגנת הסביבה והאסתטיקה, ומשמש בעיקר ב:

לוחות דלתות ולוחות פנים: לוחות הפנים של חומר מרוכב פשתן מציעים גם עיצוב קל וגם מרקם מעולה.

מושבים ולוח מחוונים: בחלק מהדגמים, מסגרת לוח המחוונים עשויה מחומר מרוכב זה, המפחית את המשקל ביותר מ-30% בהשוואה למסגרת הפלסטיק המסורתית, ובכך משפר את אפקט בידוד הרעש.

רכיבים פנימיים נוספים: כיסוי הפתח האחורי, ריפוד התקרה וכו' נמצאים בשימוש נרחב. החומר שעבר שינוי קולי יכול למנוע פגמים במראה ולעמוד בדרישות הייצור; לוח פנימי מסוים של תא רכב צבאי מקומי משתמש בחומרים מרוכבים של סיבי קנבוס, העומדים בדרישות לעמידות ועמידות במזג האוויר.

(II) חלקים חיצוניים: פריצה הדרגתית והחלפת חומרים מבוססי מאובנים מסורתיים-

לאחר השינוי, החומר הזה חודר בהדרגה לתוך השדה החיצוני ומוחל על רכיבים שאינם-נושאים-עומס:

פגושים וקשתות גלגלים:לאחר טיפול אלקליין או שינוי עם חומר צימוד סילאן, עמידות הפגיעה ועמידות מזג האוויר משופרים. הם יכולים לשמש לייצור עורות פגושים וכו'. בהשוואה לפלסטיק ABS מסורתי, הם יכולים להפחית את המשקל ב-20% - 30%, ובכך להפחית את פליטת הפחמן.

ספוילרים אווירודינמיים וכנפי זנב:מכונית המירוץ של BMW M4 GT4 משתמשת בחומר זה עבור הספוילרים שלה, שעברו מבחנים קפדניים ועמדו בסטנדרטים. ב.מ.וו מתכננת ליישם אותו על החלק החיצוני של רכבי ייצור מסדרת M- אחרי 2025, ולהפוך ליישום הראשון של סיבים טבעיים במרכבי מכוניות בייצור המוני-.

גג ומכסה מנוע:הגג ומכסה המנוע עשויים מחומר זה, מה שמרחיב את היקף היישום של קישוטים חיצוניים.

III. פריצות דרך טכנולוגיות ומגבלות קיימות של חומרי פשתן וסיבי קנבוס ביישומי רכב (טבלת פרמטרים)

IV. מַסְקָנָה

מאימות חדשני על מסלולי מירוצים ועד ליישום רחב בכלי רכב המייצרים-מיינסטרים, חומרים מרוכבים של סיבי פשתן וקנבוס שוברים את הדפוס המבוסס של חומרי הרכב המסורתיים עם היתרונות הכפולים שלהם של "קל משקל + ירוק", והופכים ל"כוח מניע חדש ירוק" לשינוי הפחמן הנמוך- של תעשיית הרכב. הוא מגלם את החזון האקולוגי של משאבים מתחדשים וגם מעבה את החוכמה הטכנולוגית של שינוי חומר ושדרוג תהליכים. למרות שהיא עדיין מתמודדת עם צווארי בקבוק מעשיים כמו יציבות ביצועים ובקרת עלויות, כל פריצת דרך טכנולוגית וכל שיתוף פעולה בשרשרת תעשייתית מרחיבה את גבולות היישום שלה. בעתיד, עם השכלול המתמשך של טכנולוגיית השינוי המרוכב והטמעה המעמיקה של ייצור בקנה מידה- גדול, החומר המרוכב הזה שמקורו בטבע בוודאי יתקיים יחד עם תעשיית הרכב, לא רק יחדיר תנופה חזקה ליצרניות הרכב להשיג יעדי פחמן כפולים, אלא גם יהפוך "נסיעות ירוקות" מרעיון שבו פיתוח חדש למציאות שבה "תעשייה חדשה ומתווה תעשייה ברת-קיימא". אקולוגיה".