Thực trạng và triển vọng ứng dụng của vật liệu composite SMC trong ngành ô tô

Hợp chất đúc tấm (SMC) là hợp chất đúc được sử dụng để sản xuất khô các sản phẩm sợi thủy tinh polyester không bão hòa. Nó xuất hiện lần đầu tiên ở châu Âu vào đầu những năm 1960. Khoảng năm 1965, Mỹ và Nhật Bản lần lượt phát triển công nghệ này. SMC trên thị trường thế giới bắt đầu hình thành từ cuối những năm 1960. Kể từ đó, nó đã phát triển nhanh chóng với tốc độ tăng trưởng hàng năm từ 20% đến 25% và được sử dụng rộng rãi trong các phương tiện vận tải, xây dựng, điện tử/điện và các ngành công nghiệp khác.

SMC (hợp chất đúc tấm)

Vật liệu composite SMC là tên viết tắt của Hợp chất đúc tấm, là hợp chất đúc tấm. Nguyên liệu thô chính bao gồm GF (sợi đặc biệt), UP (nhựa không bão hòa), phụ gia có độ co thấp, MD (chất độn) và các chất phụ gia khác nhau. Nó xuất hiện lần đầu tiên ở châu Âu vào đầu những năm 1960. Khoảng năm 1965, Mỹ và Nhật Bản lần lượt phát triển công nghệ này. Vào cuối những năm 1980, nước tôi đã áp dụng dây chuyền và quy trình sản xuất SMC tiên tiến của nước ngoài.

Tình trạng ứng dụng hiện tại trong ngành công nghiệp ô tô

Kể từ khi chiếc xe FRP đầu tiên trên thế giới, GM Corvette, được sản xuất thành công vào năm 1953, vật liệu sợi thủy tinh/composite đã trở thành một thế lực mới trong ngành công nghiệp ô tô. Quy trình đúc tay truyền thống chỉ phù hợp cho sản xuất dịch chuyển nhỏ và không thể đáp ứng nhu cầu phát triển không ngừng của ngành công nghiệp ô tô. Từ những năm 1970, do sự phát triển thành công của vật liệu SMC và ứng dụng công nghệ đúc cơ giới hóa và công nghệ phủ trong khuôn, tốc độ tăng trưởng hàng năm của vật liệu FRP/composite trong ứng dụng ô tô đã đạt 25%, tạo thành bước đầu tiên trong quá trình phát triển. của các sản phẩm FRP ô tô. Một thời kỳ phát triển nhanh chóng; vào đầu những năm 1990, với lời kêu gọi ngày càng tăng về bảo vệ môi trường, giảm nhẹ và bảo tồn năng lượng, GMT (vật liệu tổng hợp nhựa nhiệt dẻo gia cố bằng sợi thủy tinh) và LFT (vật liệu tổng hợp nhựa nhiệt dẻo gia cố bằng sợi dài) đã được đại diện. Vật liệu composite nhựa nhiệt dẻo đã phát triển nhanh chóng và chủ yếu được sử dụng trong sản xuất các bộ phận kết cấu ô tô. Tốc độ tăng trưởng hàng năm đạt từ 10 đến 15%, mở ra thời kỳ phát triển nhanh chóng thứ hai. Là vật liệu đi đầu trong các vật liệu mới, vật liệu composite đang dần thay thế các sản phẩm kim loại và các vật liệu truyền thống khác trong các bộ phận ô tô, đồng thời đang đạt được những kết quả kinh tế và an toàn hơn.

Các bộ phận ô tô bằng sợi thủy tinh/composite có thể được chia thành: bộ phận thân xe, bộ phận kết cấu, bộ phận chức năng và các bộ phận liên quan khác.

1. Các bộ phận thân xe, bao gồm vỏ thân xe, mui cứng, cửa sổ trời, cửa ra vào, lưới tản nhiệt, đèn phản quang, cản trước và sau, v.v., cũng như các phụ kiện nội thất. Đây là hướng chính cho việc ứng dụng vật liệu FRP/composite trong ô tô. Nó chủ yếu đáp ứng nhu cầu về thiết kế hợp lý của thân máy và yêu cầu về ngoại hình chất lượng cao. Tiềm năng phát triển và ứng dụng hiện tại vẫn còn rất lớn. Chủ yếu dựa trên nhựa nhiệt rắn gia cố bằng sợi thủy tinh, các quy trình đúc khuôn điển hình bao gồm: SMC/BMC, RTM và xếp/phun thủ công, v.v.

2. Các bộ phận kết cấu: bao gồm giá đỡ phía trước, khung cản, khung ghế, sàn nhà, v.v. Mục đích là cải thiện tính tự do trong thiết kế, tính linh hoạt và tính toàn vẹn của các bộ phận. Chủ yếu sử dụng SMC, GMT, LFT và các vật liệu khác.

3. Các bộ phận chức năng: Tính năng chính của chúng là chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn dầu, chủ yếu dùng cho động cơ và các bộ phận ngoại vi của động cơ. Chẳng hạn như: nắp van động cơ, ống nạp, chảo dầu, nắp lọc gió, nắp buồng bánh răng, nắp dẫn gió, bảo vệ ống nạp, cánh quạt, vòng dẫn gió quạt, nắp bộ sưởi, bộ phận bình nước, vỏ thoát nước, máy bơm nước tuabin, tấm cách âm động cơ, v.v. Vật liệu gia công chính là: SMC/BMC, RTM, GMT và nylon gia cố bằng sợi thủy tinh, v.v.

4. Các bộ phận liên quan khác: như bình gas CNG, bộ phận thiết bị vệ sinh cho xe buýt và RV, phụ tùng xe máy, tấm chống chói đường cao tốc và cột chống va chạm, trụ cách ly đường cao tốc, tủ mái kiểm tra sản phẩm, v.v.

Tình trạng ứng dụng hiện nay trong ngành công nghiệp ô tô ở các nước phát triển như Châu Âu và Hoa Kỳ

Hoa Kỳ là nước sản xuất và tiêu thụ vật liệu FRP/composite lớn nhất thế giới. Hoa Kỳ sử dụng một số lượng lớn vật liệu FRP/composite trong ô tô và đã đạt được những kết quả đáng chú ý trong việc giảm nhẹ ô tô. Tại Hoa Kỳ, 65% ô tô Mỹ sử dụng SMC cho mặt trước và lưới tản nhiệt; hơn 95% đèn phản quang ô tô sử dụng BMC làm vật liệu chính. Việc ứng dụng vật liệu composite trong ô tô bao trùm hầu hết các nhà sản xuất ô tô tại Hoa Kỳ, chẳng hạn như ba công ty ô tô lớn là General Motors, Ford Motor và DaimlerChrysler (DC), cũng như các nhà sản xuất xe hạng nặng như Mack và Aero. -ngôi sao.

Các ứng dụng:

1. Xe điện toàn thân GM EV1 toàn thân FRP, bao gồm mui SMC, ốp động cơ SMC, nắp cốp SMC, cửa SMC, chắn bùn trước RRIM, tấm trước và sau RRIM, tấm ốp góc sau và lót bánh sau RRIM, tấm ốp phía trước khí động học toàn thân SRIM , bảng điều khiển PUR được gia cố bằng sợi thủy tinh, khung gầm RTM.

2. Giá đỡ đầu xe Ford Calaxy (GMT), Tấm ốp cửa sổ phía trước Focus/C-MAX (SMC), Tấm ốp đầu xe Thunderbird, nắp động cơ, chắn bùn trước, nắp cốp sau, bọc ghế sau (SMC), cửa Cadillac XLR tấm ốp, nắp cốp, chắn bùn, tấm ốp phía trước (SMC), mui xe Lincoln Continental, chắn bùn, nắp cốp (SMC), v.v.

3. Cánh lướt gió phía sau Chrysler Crossfire, nắp kính chắn gió/trụ cột (SMC); nắp cốp Maybach (SMC); ốp động cơ, nắp cốp (SMC) của Alfa Romeo Spider và Smart Roadster, v.v. hãy chờ xem.

ứng dụng châu Âu

Ở châu Âu, các quốc gia như Anh, Đức, Pháp, Ý và Thụy Điển đã sớm áp dụng các bộ phận ô tô bằng sợi thủy tinh/composite. Hiện nay, vật liệu sợi thủy tinh/composite đã được sử dụng rộng rãi trên nhiều mẫu ô tô, xe buýt và xe tải của các nhà sản xuất ô tô châu Âu như Mercedes-Benz, BMW, Volkswagen, Peugeot-Citroen, Volvo, Fiat, Lotus và Mann. Mức tiêu thụ vật liệu composite ô tô hàng năm chiếm khoảng 25% sản lượng vật liệu composite hàng năm; khoảng 35% SMC và hơn 80% GMT và LFT được sử dụng trong sản xuất phụ tùng ô tô.

Các ứng dụng:

1. Mercedes-Benz sedan: Nắp cốp coupe CL (SMC), cốp sau coupe thể thao (SMC, như hình 1); Cửa sổ trời SLR, ốp cách âm, ốp hông thông gió, cánh gió sau (SMC); Giá đỡ cản sau dòng S (GMT/LFT); Chóa đèn pha dòng E (BMC), v.v.

Cửa sau Mercedes-Benz Coupe mẫu SMC

2. Cánh lướt gió phía sau (SMC) dành cho BMW 3 Series Touring và X5, mui cứng BMW Z4 (SMC), khung cản sau dòng BMW (GMT/LFT), đèn phản quang BMW 5 Series (BMC), v.v.

3. Cánh gió sau VW Touareq/Polo GT1/Lupo GT1/FS1 (SMC), ốp động cơ VW Golf R32 (SMC), hộp đựng đồ chia đôi Audi A2 (SMC), cốp xe gập Audi A4 (SMC), chóa đèn pha VW Golf A4 (BMC) và xe điện thân xe hoàn toàn bằng vật liệu composite Golf.

Xe điện toàn thân FRP

4. Hộp lốp dự phòng Peugeot 607 (LFT), khung cản xe Peugeot 405 (LFT), cốp sau và chắn bùn Peugeot 807 (SMC); và mẫu mui xe Berlingo dòng Citroën (SMC), giá đỡ phía trước Xantian (LFT), cụm sàn đuôi AX (GMT), cửa sau C80 (SMC), v.v.

5. Volvo XC70, (BMC).

6. Trên các mẫu xe tải hạng nặng đời mới như Mercedes-Benz Actros/Actros Megaspace, MAN TG-A và F2000, Volvo FH/FM series, Renault Magnum/Premium/Midlum, Premium H130, Scania và Iveco Stralis, v.v. Tất cả sử dụng một số lượng lớn vật liệu composite do SMC thống trị.

Ứng dụng Châu Á

Nhật Bản ngày nay vẫn là một cường quốc kinh tế được công nhận và ngành công nghiệp sản xuất ô tô của nước này đang ở vị trí dẫn đầu cùng với Châu Âu và Hoa Kỳ. Tuy nhiên, tốc độ và tiến độ sử dụng vật liệu sợi thủy tinh/composite còn kém xa. Nguyên nhân chính là do ngành luyện kim của Nhật Bản phát triển và nguyên liệu thép có chất lượng cao, giá thành rẻ. Phải đến giữa những năm 1980, Nhật Bản mới chính thức bắt đầu tích cực nghiên cứu phát triển phụ tùng ô tô FRP và chuyển sang sản xuất quy mô lớn. Hầu hết họ đều sử dụng công nghệ SMC và xu hướng ngày càng tăng qua từng năm. Ngành công nghiệp ô tô Hàn Quốc về cơ bản đi theo con đường phát triển nguyên liệu ô tô Nhật Bản.

Tình trạng ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô của nước tôi

Đến giữa đến cuối những năm 1980, với sự chuyển đổi mạnh mẽ của chính sách phát triển ô tô quốc gia và sự ra đời của công nghệ và vốn ô tô tiên tiến của nước ngoài, việc ứng dụng vật liệu composite ô tô đã tạo nên những bước đột phá cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành ô tô nước ta, dần thay đổi phương pháp truyền thống ban đầu. Chế độ hoạt động duy nhất của quy trình dán đã được tích hợp vào SMC, RTM, phun và các công nghệ xử lý khác thông qua việc giới thiệu và hấp thụ công nghệ, hình thành một số công nghệ và khả năng sản xuất quy mô lớn. Chất lượng của các bộ phận đã được cải thiện rất nhiều và các OEM ô tô đã công nhận rất nhiều về vật liệu composite ô tô. Nâng cao. Việc ứng dụng quy mô lớn vật liệu composite ô tô ở nước tôi bắt đầu từ các mẫu xe nhập khẩu và cũng đã được áp dụng trên một số mẫu xe được phát triển độc lập. Nó đã có những tiến bộ vượt bậc, đặc biệt là trong những năm gần đây.

Ứng dụng trên xe sedan: Sản xuất xe sedan ở nước tôi vẫn chủ yếu là các mẫu xe nhập khẩu, chủ yếu chia thành các mẫu xe Mỹ, châu Âu và Nhật Bản, Hàn Quốc. Ngoài ra còn có một số thương hiệu độc lập, chẳng hạn như Hongqi, Geely, BYD, Chery, Great Wall, v.v. Các bộ phận vật liệu composite của các mẫu xe nhập khẩu về cơ bản tuân theo thiết kế ban đầu của nhà máy, một số được sản xuất và khớp nối trong nước. Tuy nhiên, một phần đáng kể các bộ phận vẫn cần phải nhập khẩu dưới dạng linh kiện KD; việc sử dụng vật liệu composite cho phần trên của ô tô thương hiệu trong nước cũng sẽ ngày càng phổ biến.

Các ứng dụng:

1. Tấm cách nhiệt phụ trợ thùng nhiên liệu Bắc Kinh Benz 300C (vinyl ester SMC);

2. Mui cứng, ốp động cơ, chắn bùn (FRP đặt tay), cản trước và sau, giá đỡ ắc quy (SMC),... của xe quân sự thế hệ thứ hai của BAIC - dòng Warrior (Hình 5);

3. Cửa sổ lắp ráp và vách ngăn mui xe Nissan Ruiqi (SUV) Zhengzhou Nissan Ruiqi (SUV);

4. Giá đỡ đầu xe Dongfeng Citroen Peugeot 307 (LFT);

5. Bộ làm lệch hướng đáy SAIC Roewe (SMC);

6. Tấm ốp cửa sổ trời (SMC) và khung tựa lưng phía sau (GMT) của Shanghai GM Buick Hyatt và Grand Hyatt;

7. Chắn bùn dưới của Volkswagen Passat B5 Thượng Hải (GMT); Mái nhà Nam Kinh MG (SMC);

8. Chery thiết kế và sử dụng SMC để sản xuất cửa khi phát triển các mẫu xe mới.

Dòng chiến binh xe quân sự thế hệ thứ hai

Ứng dụng trên ô tô khách: Vật liệu FRP/composite được sử dụng trên các xe buýt cỡ lớn và hạng sang trong nước, bao gồm hầu hết các mẫu xe của tất cả các nhà sản xuất xe buýt như Hạ Môn/Tô Châu Jinlong, Xiwo, Ankai, Zhengzhou Yutong, Dandong Huanghai, Foton OV, v.v. , liên quan đến các bộ phận ứng dụng bao gồm viền trước và sau, cản trước và sau, chắn bùn, tấm bảo vệ bánh xe, váy (tấm bên), gương chiếu hậu, bảng điều khiển, tấm cửa, v.v. Vì các bộ phận của loại xe buýt này rất nhiều, lớn, và có số lượng nhỏ, chúng thường được hình thành bằng cách sử dụng quy trình bố trí/tiêm thủ công hoặc RTM.

Trong xe buýt cỡ nhỏ và vừa, vật liệu sợi thủy tinh/composite cũng được sử dụng rộng rãi. Chẳng hạn như cản trước SMC, mui cứng RTM, chóa đèn pha BMC cho xe Nam Kinh dòng Iveco S, tấm che sang trọng SMC, cụm cửa điện, cụm cửa sổ tam giác, cửa khoang hành lý phía sau cho xe dòng Turin V. Lắp ráp và lắp ráp thùng sau FRP, v.v. Trong những năm gần đây, việc ứng dụng vật liệu FRP/composite ngày càng gia tăng trong lĩnh vực xe buýt nhỏ và có xu hướng sử dụng quy trình SMC và RTM để thay thế dần quy trình xếp tay truyền thống.

Ứng dụng trên xe tải: Với sự ra đời, tiêu hóa, tiếp thu và đổi mới độc lập của công nghệ xe tải, vật liệu sợi thủy tinh/composite đã đạt được những ứng dụng mang tính đột phá trên xe tải, đặc biệt là xe tải hạng trung và hạng nặng. Việc ứng dụng vật liệu composite do SMC và RTM dẫn đầu đặc biệt tích cực, liên quan đến mui xe, nắp lật phía trước, mặt nạ mui xe, cản, chắn bùn, tấm chắn bùn, tấm chắn bùn, bàn đạp chân, vỏ bánh xe và các tấm trang trí của chúng, tấm trang trí dưới cửa, phía trước. vỏ trang trí tường, tấm chắn gió, tấm chắn gió, tấm chắn gió, váy bên, hộp đựng găng tay và các bộ phận bên trong động cơ, v.v.

Ví dụ ứng dụng vật liệu composite ô tô trong xe tải hạng nặng Auman ETX

Triển vọng ứng dụng vật liệu composite ô tô ở nước ta

Dữ liệu do Hiệp hội các nhà sản xuất ô tô Trung Quốc công bố cho thấy vào tháng 1 năm 2024, sản lượng và doanh số ô tô của Trung Quốc lần lượt đạt 2,41 triệu và 2,439 triệu xe, tăng lần lượt là 51,2% và 47,9% so với cùng kỳ năm ngoái. Doanh số của các tập đoàn ô tô lớn của Trung Quốc như FAW, Dongfeng, Changan, BYD và Geely tiếp tục duy trì tốc độ tăng trưởng cao. Thị trường ô tô đã có bước khởi đầu thuận lợi, tạo khởi đầu thuận lợi cho sự phát triển của ngành ô tô trong suốt cả năm qua.

Thị trường ô tô Trung Quốc đứng đầu thế giới về sản lượng và doanh số 15 năm liên tiếp Sản xuất và bán xe năng lượng mới đã đứng đầu thế giới trong 9 năm liên tiếp. Xuất khẩu đạt mức cao mới trong năm ngoái...

Những chiếc xe trong tương lai sẽ không khác biệt nhiều so với những chiếc xe ngày nay về nhiều mặt. Trong xã hội ngày nay, quan điểm của con người đã dần chuyển dịch sang mối quan hệ giữa con người và thiên nhiên. Vấn đề môi trường và năng lượng đã trở thành chìa khóa cho sự tồn tại và phát triển của mọi quốc gia trên thế giới. Với sự nâng cao không ngừng của nhận thức về môi trường của người dân và việc áp dụng liên tục các quy định bảo vệ môi trường ở nhiều quốc gia, ô tô xanh đã trở thành xu hướng tất yếu trong phát triển ô tô trong tương lai. Là xu hướng chủ đạo của sự phát triển vật liệu ô tô trong tương lai, vật liệu composite chắc chắn sẽ đóng một vai trò rất quan trọng trong đó. Xây dựng hệ thống vật tư tích hợp vật liệu, gia công khuôn, thiết kế, kiểm tra hình thành hệ thống tổ chức liên minh, nhóm, tận dụng tối đa các nguồn lực (kỹ thuật, vật tư) về mọi mặt, kết nối chặt chẽ lợi thế về mọi mặt, và Thúc đẩy sự phát triển hơn nữa của ngành công nghiệp vật liệu composite.

Ngành công nghiệp ô tô đang phát triển nhanh chóng và nghiên cứu về vật liệu composite cũng đang tiến triển nhanh chóng. Nhiều mô hình mới và vật liệu mới liên tục xuất hiện. Có thể dự đoán rằng trong tương lai gần, vật liệu composite có tính năng cao hơn sẽ được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực ô tô.

Công ty TNHH Khuôn mẫu Thái Châu HuaThành được thành lập vào năm 1994 và tọa lạc tại Khu công nghiệp huyện Tiantai, thành phố Thái Châu, tỉnh Chiết Giang. Nó có lịch sử làm khuôn gần 30 năm. Đây là đơn vị chủ tịch danh dự của Hội đồng lần thứ 10 của Hiệp hội Công nghệ Khuôn mẫu Thượng Hải và là đơn vị chủ quản của Hiệp hội Công nghiệp Vật liệu Composite Trung Quốc. Công ty có diện tích hơn 20.000 mét vuông và có hơn 70 nhân viên kỹ thuật chuyên nghiệp. Những ngày đầu thành lập, công ty chủ yếu sản xuất các loại khuôn nhựa. Từ năm 2003, công ty đã chuyển đổi và tập trung vào R&D cũng như sản xuất khuôn SMC, BMC, GMT, LFT-D, HP-RTM, PCM và các khuôn vật liệu composite khác. Nó là một nhà cung cấp giải pháp khuôn vật liệu composite chuyên nghiệp.

Khuôn vật liệu composite của Công ty HuaThành bao gồm hàng không vũ trụ, đường sắt cao tốc và tàu điện ngầm, ô tô, thiết bị điện, vật liệu xây dựng, đồ thể thao, phòng tắm tích hợp, loạt xử lý nước và các lĩnh vực khác. Chúng tôi cũng có kinh nghiệm độc đáo về cấu trúc khuôn hàng không vũ trụ phức tạp và cấu trúc khuôn chân không. Chúng tôi đã cùng phát triển với các khách hàng châu Âu và công nghệ khuôn mẫu của chúng tôi đã đạt đến trình độ quốc tế. Hình thành một nhà sản xuất khuôn mẫu chuyên nghiệp với nhiều chủng loại, chất lượng tốt và hiệu suất chi phí cao. Khoảng 50% khuôn mẫu của công ty được xuất khẩu sang các nước và khu vực Châu Âu, Châu Mỹ và Đông Nam Á. Nó đã được trao danh hiệu Doanh nghiệp công nghệ cao quốc gia, Doanh nghiệp đổi mới tỉnh Chiết Giang, Doanh nghiệp công nghệ cao thành phố Thái Châu và Doanh nghiệp xuất sắc năm mươi Tiantai. Đây là doanh nghiệp hàng đầu trong ngành khuôn mẫu khu vực.

[Tuyên bố]: Nếu một phần nội dung bài viết này không tuân thủ tuyên bố về bản quyền của tác giả gốc hoặc tác giả gốc không đồng ý in lại, vui lòng gọi cho chúng tôi: 18858635168