Innovation av intelligenta fordonschassimaterial

Den lätta konkurrensen mellan nya energifordon har expanderat från fordonskarossens interiör- och exteriördelar till centrala strukturella komponenter i chassiupphängningar. Eftersom de centrala delarna som åtar sig lastbärande, stötdämpande och hanteringsfunktioner för hela fordonet, spelar fjädringar en avgörande roll för körprestandan.

 

JMJT MÖGEL CHIAN,ett hög-teknologiskt företag som specialiserat sig på forskning och utveckling av formar för kompositmaterial för fordon, har uppnått alla-innovationer inom formstruktur, temperaturkontroll och fiberpositioneringssystem. Dess lösningar har en perfekt balans mellan ultra-hög styvhet, lätt design, slagtålighet och massproduktionskostnadskontroll, och levererar livskraftiga mass-produktionsformlösningar för chassiupphängningar av alla typer av nya energifordon.

 

Begränsningar för enkel-fiberupphängningar för fullständiga-utformningar av fordonstillverkare

 

· Suspensioner av kolfiberförstärkt polymer (CFRP).

Fördelar:Enastående specifik styrka och modul. De minskar vikten på stålupphängningar med 50 %–60 %, vilket drastiskt skär av ofjädrad massa för snabbare chassirespons. Med utmärkt långvarig-vibrationsutmattningsbeständighet och en termisk expansionskoefficient nära-noll, bibehåller de stabila dimensioner under höga och låga temperaturer.

Nackdelar:Kolfiberråvaror kostar 5 till 8 gånger mer än glasfiber, vilket ökar kostnaderna för komponentanskaffning för storskaliga fordonstillämpningar. Materialet är sprött och känsligt för sprickbildning vid mindre kollisioner, vilket leder till höga underhållskostnader. Hårda kolfiberfilament orsakar kraftig nötning av mögelhåligheter; vanliga formar lider av dimensionsavvikelser efter endast 300 000 skott, vilket resulterar i höga underhållskostnader under massproduktion. Sådana fjädringar är endast lämpliga för fordon med hög-prestanda och kan inte användas allmänt i personbilar på massmarknaden-.

 

· Glasfiberförstärkt polymer (GFRP) suspensioner

 

Fördelar:Råvarukostnaderna är låga, ungefär en-femtedel av kolfiber. Materialet har utmärkt flytbarhet under gjutning, orsakar minimalt slitage på gjutformar och ger enastående stötenergiabsorbering. Vid kollisioner avleder fiberdelaminering slagkraften, vilket förhindrar fullständig strukturell fraktur. Den är idealisk för massproduktion av kompakta batteridrivna elfordon och nya energifordon.

 

Nackdelar: Begränsad styvhet och lättviktspotential. GFRP-suspensioner väger över 35 % mer än kolfibersuspensioner med samma volym. De är benägna att deformeras under tunga belastningar eller aggressiv körning, och fiberavbindning kan uppstå efter långvarig- och ojämn körning, vilket inte uppfyller chassihanteringskraven för high-fordon.

 

Mot denna bakgrund,hybridkol-glasfibersuspensionerhar framstått som den optimala branschlösningen. Kolfibrer läggs vid upphängningens huvudspänningsribbor och bussningsanslutningspunkter för att ge ett styvt stöd och maximal viktminskning, medan glasfibrer utgör suspensionens huvuddel för att förbättra den totala slaghållfastheten och minska råmaterialkostnaderna. Kolfiber och glasfiber skiljer sig dock drastiskt i densitet, krympningshastighet, hartsvätbarhet och uppläggningsflödesbeteende. Konventionella universalformar kommer att producera fatala defekter såsom fiberdelaminering, partiell materialbrist, formskevning och gränssnittsavbindning. Därför har specialformningsformar blivit flaskhalsen som begränsar implementeringen av materialinnovation.

 

 

II. Kärnteknologier för specialformningsformar för hybridkol-suspensioner av glasfiber

 

Med fokus på två vanliga chassikomponenter, nämligen fjädringskontrollarmar och kompositbladsfjädrar, har JMJT Mould CHINA slutfört en fullständig teknisk iteration av hybridfiberformar och löst alla tekniska utmaningar under hela-samformningsprocessen av kolfiber och glasfiber.

 

1. Partitionerade förinstallerade positioneringsinsatser

Borttagbara kolfiberpositioneringsslitsar är inbäddade i de spänningsbärande zonerna i suspensionsformens hålrum, medan stationer för placering av glasfiberförformar är reserverade i huvudhålrummet. Mekaniska begränsande strukturer inuti formen låser exakt uppläggningspositionerna för de två fibrerna, vilket eliminerar blandat flöde och delaminering av kolfiber och glasfiber under formningen. Fiberspänningsbanorna under stöt- och extruderingsarbetsförhållanden för suspensioner simuleras. Skiktade fläktformade-divergerande löpare används för formportar för att balansera skillnaden i fyllningsflödeshastigheten mellan de två fibrerna. Efter formning ökas likformigheten av fiberfördelningen inuti suspensioner med 96%, vilket helt eliminerar spänningsfrakturer och ytblekningsdefekter, och fluktuationen av komponenternas mekaniska egenskaper kontrolleras inom ±3%.

 

2. Oberoende zonerad sluten-slinga temperaturkontrollsystem

De termiska expansionskoefficienterna för kolfiber och glasfiber skiljer sig med nästan 40 %. Så länge som-specialformade-konstruktionsdelar är upphängningar mycket benägna att böjas och vridas under kylning efter gjutning, vilket direkt försämrar monteringsnoggrannheten hos bussningar. Formen antar en oberoende olje-kretszon-temperaturkontrolldesign: två separata hetoljecirkulationsmoduler och glasfiberarmerade huvudzoner är utrustade med kolfiberarmerade huvudzoner. med temperaturskillnaden i formhåligheten kontrollerad exakt inom ±0,5 grader för att matcha de olika härdningstemperaturkraven för kolfiber och glasfiber. Formrumssubstratet är 718H för-härdat stål, och nano-nötningsbeständiga-beläggningar sprutas på friktions-utsatta spänningsområden. Detta uppväger inte bara skillnaden i kylkrympning mellan de två fibrerna, utan minskar också avsevärt nötningen av formhåligheten orsakad av hårda kolfibrer, vilket möjliggör stabil massproduktion av mer än 1,2 miljoner bitar per uppsättning formar.

 

3. Fler-stegs vakuumventilation och hög-hartsinsprutningssystem

Fjädrande styrarmar och kompositbladsfjädrar har i allmänhet väggtjocklekar som sträcker sig från 8 mm till 15 mm. Staplade hybridfibrer ökar avsevärt svårigheten med hartsimpregnering, vilket lätt leder till inre porer och avbindning vid fiber-hartsgränssnittet, vilket resulterar i utmattningsbrott på chassikomponenter. Formen är utrustad med tre nivåer av ventilslitsar (huvud-, sekundär- och mikro) och full vakuumpumpning med negativt tryck implementeras innan formen kläms fast. Injektionssystemet använder motströms blandad injektion under högt tryck på 1–6 MPa, vilket gör att hartset snabbt kan penetrera kol- och glasfiberskikt. Porositeten hos gjutna delar är mindre än 0,3 %, och slaghållfastheten ökas med 45 % jämfört med delar tillverkade med traditionella gjutformar, som helt klarar 300 000-cyklers pulserande utmattningssäkerhetstestet.

 

Integrerad formstruktur med inbäddade metallbussningar

Bussningens monteringspunkter i båda ändarna av upphängningen tjänar som kärnlastbärande områden. Formen är försedd med inbyggda -automatiska positioneringsinsatser för bussningar, som möjliggör direkt inbäddning av metallbussningar samtidigt som fiberförformar läggs. Hybridkol-glasfibrerna kompressions-formade i ett steg och bildar en sömlös bindning mellan bussningar och kompositsubstratet efter gjutning. Inga efterföljande presspassnings- eller limningsprocesser krävs. Bearbetningstiden för en enskild del reduceras med 60 %, med monteringsdimensionella fel kontrollerade inom Mindre än eller lika med 0,02 mm, vilket uppfyller standarderna för automatisk monteringslinje för fordonstillverkare.

 

 

III. Formdrivet-industriellt samarbete uppströms och nedströms

Som formtillverkare går Taizhou Huangyan Jiutai Mould Co., Ltd. längre än att bara leverera verktyg. Den har byggt ett-servicesystem som täcker "matchning av materialformler – anpassad formutveckling – verifiering av formförsök – överföring av massproduktionsprocesser”.

 

Företaget driver en egen-provverkstad för kompositmaterial utrustad med tonnagepressar och höghastighetsformsprutningsutrustning. Den kan slutföra fullständig-processprovtagning, mekanisk prestandatestning och dimensionsverifiering av hybridkol-glasfiberkomponenter, vilket minskar utvecklingscyklerna för nya produkter för biltillverkare med 30 %.

 

Företaget har utvecklat formtekniker för återvinningsbara termoplastiska kompositer för att anpassa sig till trenden med låg-koldioxidcirkulär ekonomi. Formade hybriddelar av kol-glasfiber kan återvinnas och återtillverkas under höga temperaturer, vilket hjälper fordonstillverkarna att uppnå målen för koldioxidtopp och minska utsläppen av koldioxidneutralitet.

 

Dessutom, allt eftersom bilchassier utvecklas mot intelligens och integration, kommer glasfiber- och kolfiberupphängningar gradvis att införliva avkänningsfunktioner. Optiska fibersensorer, töjningsmätare och andra komponenter kan bäddas in under kompositgjutning för att övervaka-realtidsdata såsom fjädringspåkänning och vibrationer, stödja intelligent körning och aktiv fjädringskontroll och ytterligare förbättra fordonssäkerhet och köregenskaper.

 

 

Glasfiberupphängningar fokuserar på kostnadsfördelar för hela-livscykeln-som tillfredsställer massmarknadens-marknadsfordons omfattande krav på lättviktsdesign, tillförlitlighet och kostnadskontroll. Kolfiberfjädringar har ultimata prestandastyrkor, vilket ger avancerade och nya energifordon möjlighet att uppnå alla-förbättringar i hantering, körräckvidd och åkkomfort. Med differentierad marknadspositionering främjar de två typerna av upphängningar tillsammans omvandlingen av fordonschassimaterial från konventionellt stål till kompositer.

 

Framåt, med kontinuerliga framsteg inom materialteknik och formningsprocesser, kommer glasfibersuspensioner att utvecklas mot högre prestanda, kolfibersuspensioner kommer att uppnå kostnadsreducerande genombrott och hybridkompositmaterial kommer att bli det optimala valet för fordon i medelklass-. De tre materiallösningarna kommer tillsammans att bilda ett diversifierat landskap av fordonschassimaterial, leverera skräddarsydda-lösningar för fordon av alla nivåer och driva den hållbara utvecklingen av fordonsindustrin mot lättvikts, hög-prestanda och miljövänlig-tillverkning.