Akıllı Araç Şasi Malzemelerinin İnovasyonu

Yeni enerji araçları arasındaki hafif ağırlık rekabeti, araç gövdesinin iç ve dış parçalarından şasi süspansiyonlarının temel yapısal bileşenlerine kadar genişledi. Tüm aracın yük taşıma, şok emme ve yol tutuş işlevlerini üstlenen temel parçalar olduğundan süspansiyonlar, sürüş performansında belirleyici bir rol oynar.

 

JMJT KALIP ÇİAN,Otomotiv kompozit malzemesi kalıplarının Ar-Ge'sinde uzmanlaşmış-yüksek teknolojiye sahip bir kuruluş, kalıp yapısı, sıcaklık kontrolü ve fiber konumlandırma sistemlerinde-çok yönlü yeniliklere imza attı. Çözümleri, ultra-yüksek sertlik, hafif tasarım, darbe direnci ve seri üretim maliyet kontrolü arasında mükemmel bir denge kurarak her tür yeni enerji taşıtının şasi süspansiyonları için uygulanabilir seri üretim kalıp çözümleri sunar.

 

Tam Menzilli Araç Üreticisi Düzenleri için Tek-Fiber Süspansiyonların Sınırlamaları-

 

· Karbon Fiber Takviyeli Polimer (CFRP) Süspansiyonlar

Avantajları:Olağanüstü spesifik güç ve modül. Çelik süspansiyonların ağırlığını %50 ila %60 oranında azaltarak, şasinin daha hızlı tepki vermesi için yaysız kütleyi büyük ölçüde azaltırlar. Mükemmel uzun-vadeli titreşim yorulma direncine ve sıfıra yakın-sıfır termal genleşme katsayısına sahip olan bu ürünler, yüksek ve düşük sıcaklıklarda sabit boyutları korur.

Dezavantajları:Karbon fiber hammaddeleri, cam elyaftan 5 ila 8 kat daha pahalı olup, büyük-ölçekli araç uygulaması için bileşen tedarik maliyetlerini artırmaktadır. Malzeme kırılgandır ve küçük çarpışmalarda bütünsel çatlamaya eğilimlidir, bu da yüksek bakım maliyetlerine yol açar. Sert karbon fiber filamanlar kalıp boşluklarında ciddi aşınmaya neden olur; sıradan kalıplar yalnızca 300.000 atıştan sonra boyutsal sapmalara maruz kalır, bu da seri üretim sırasında yüksek bakım maliyetlerine yol açar. Bu tür süspansiyonlar yalnızca yüksek-performansa sahip araçlar için uygundur ve kitlesel-pazardaki binek otomobillerde yaygın olarak benimsenemez.

 

· Cam Elyaf Takviyeli Polimer (GFRP) Süspansiyonlar

 

Avantajları:Hammadde maliyetleri düşüktür; kabaca-karbon elyafın beşte biri kadardır. Malzeme, kalıplama sırasında mükemmel akışkanlığa sahiptir, kalıplarda minimum aşınmaya neden olur ve olağanüstü darbe enerjisi emilimi sağlar. Çarpışmalarda fiber delaminasyonu darbe kuvvetini dağıtarak yapısal kırılmanın tamamını önler. Kompakt akülü elektrikli araçların ve yeni enerji ticari araçlarının seri üretimi için idealdir.

 

Dezavantajları: Sınırlı sertlik ve hafiflik potansiyeli. GFRP süspansiyonları aynı hacimdeki karbon fiber süspansiyonlardan %35 daha fazla ağırlığa sahiptir. Ağır yükler veya agresif sürüş altında bükülme deformasyonuna eğilimlidirler ve uzun-dönemli inişli çıkışlı yolculuklardan sonra fiber bağlarının kopması meydana gelebilir ve bu durum üst düzey araçların şasi taşıma gereksinimlerini karşılayamayabilir-.

 

Bu zemine karşı,hibrit karbon-cam elyaf süspansiyonlaroptimal endüstri çözümü olarak ortaya çıkmıştır. Sert destek ve maksimum ağırlık azaltımı sağlamak için süspansiyonun ana gerilim kirişlerine ve burç bağlantı noktalarına karbon fiberler döşenirken, genel darbe dayanıklılığını artırmak ve hammadde maliyetlerini azaltmak için cam elyaflar süspansiyonun ana gövdesini oluşturur. Bununla birlikte, karbon elyafı ve cam elyafı yoğunluk, büzülme oranı, reçinenin ıslanabilirliği ve döşeme akış davranışı açısından büyük ölçüde farklılık gösterir. Geleneksel üniversal kalıplar, fiber delaminasyonu, kısmi malzeme eksikliği, kalıpta çarpıklık ve arayüzde bağ ayrılması gibi ölümcül kusurlara neden olacaktır. Bu nedenle özel şekillendirme kalıpları, malzeme yeniliğinin uygulanmasını kısıtlayan bir darboğaz haline geldi.

 

 

II. Hibrit Karbon-Cam Elyaf Süspansiyonları için Özel Şekillendirme Kalıplarının Temel Teknolojileri

 

Süspansiyon kontrol kolları ve kompozit yaprak yaylar gibi iki ana şasi bileşenine odaklanan JMJT Mold CHINA, hibrit fiber kalıpların tam teknik yinelemesini tamamladı ve karbon fiber ve cam fiberin birlikte-oluşturulma süreci boyunca tüm teknik zorlukları çözdü.

 

1. Bölümlenmiş Önceden Kurulmuş Konumlandırma Ekleri

Çıkarılabilir karbon fiber konumlandırma yuvaları, süspansiyon kalıp boşluğunun gerilim taşıyan-bölgelerine yerleştirilirken, cam elyaf ön kalıpların yerleştirilmesi için istasyonlar ana boşluk alanında ayrılmıştır. Kalıbın içindeki mekanik sınırlayıcı yapılar, iki fiberin yerleştirme konumlarını hassas bir şekilde kilitleyerek, kalıplama sırasında karbon fiber ve cam fiberin karışık akışını ve katmanlara ayrılmasını ortadan kaldırır. Süspansiyonların çarpma ve ekstrüzyon çalışma koşulları altındaki fiber gerilim yörüngeleri simüle edilmiştir. İki fiber arasındaki dolum akış hızı farkını dengelemek amacıyla kalıp geçitleri için katmanlı yelpaze-şekilli ıraksak yolluklar benimsenmiştir. Kalıplamadan sonra, süspansiyonların içindeki elyaf dağılımının düzgünlüğü %96 oranında artırılarak gerilim kırılmaları ve yüzey beyazlatma kusurları tamamen ortadan kaldırılır ve bileşenlerin mekanik özelliklerindeki dalgalanmalar ±%3 oranında kontrol edilir.

 

2. Bağımsız Bölgeli Kapalı-Döngü Sıcaklık Kontrol Sistemi

Karbon fiber ile cam fiberin termal genleşme katsayıları yaklaşık %40 farklılık gösterir. Uzun-boyutlu, özel-şekilli yapısal parçalar olduğundan, süspansiyonlar, kalıplamadan sonra soğutma sırasında bükülmeye ve burulma deformasyonuna oldukça yatkındır, bu da burçların montaj doğruluğunu doğrudan olumsuz etkiler. Kalıp, bağımsız bir yağ-devresi bölgeli sıcaklık kontrol tasarımını benimser: sırasıyla karbon fiberle güçlendirilmiş bölgeler ve cam elyafı ana bölgeleri için iki ayrı sıcak yağ sirkülasyon modülü donatılmıştır; kalıp boşluğunun sıcaklık farkı, karbonun farklı kürleme sıcaklığı gereksinimlerini karşılamak üzere ±0,5 derece içinde hassas bir şekilde kontrol edilir elyaf ve cam elyaf. Kalıp boşluğu alt tabakası 718H önceden-sertleştirilmiş çeliktir ve sürtünmeye- eğilimli gerilim alanlarına nano-seramik aşınmaya-dirençli kaplamalar püskürtülür. Bu, yalnızca iki elyaf arasındaki soğuma büzülmesi farkını dengelemekle kalmaz, aynı zamanda sert karbon elyafların neden olduğu kalıp boşluğunun aşınmasını da büyük ölçüde azaltarak, kalıp seti başına 1,2 milyondan fazla parçanın istikrarlı seri üretimini mümkün kılar.

 

3. Çok-kademeli Vakumlu Havalandırma ve Yüksek-basınçlı Reçine Enjeksiyon Sistemi

Süspansiyon kontrol kolları ve kompozit yaprak yaylar genellikle 8 mm'den 15 mm'ye kadar değişen et kalınlıklarına sahiptir. Yığılmış hibrit fiberler, reçine emdirme işleminin zorluğunu büyük ölçüde artırır; bu da kolayca iç gözeneklere ve fiber-reçine arayüzünde bağların kopmasına yol açarak şasi bileşenlerinde yorulma kırılmasına yol açar. Kalıp, üç kademeli havalandırma yuvasıyla (ana, ikincil ve mikro) donatılmıştır ve kalıbın sıkıştırılmasından önce tam vakumlu negatif basınç pompalaması uygulanır. Enjeksiyon sistemi, 1-6 MPa'lık yüksek basınç altında ters akımlı karışık enjeksiyonu benimser ve reçinenin karbon ve cam elyaf katmanlarına hızla nüfuz etmesine olanak tanır. Kalıplanmış parçaların gözenekliliği %0,3'ten azdır ve darbe mukavemeti, geleneksel kalıplarla yapılan parçalara kıyasla %45 artırılarak 300.000 döngülü şasi titreşimli yorulma güvenlik testini tamamen geçmiştir.

 

Gömülü Metal Burçlu Entegre Kalıp Yapısı

Süspansiyonun her iki ucundaki burç montaj noktaları çekirdek yük{0}taşıma alanları olarak hizmet eder. Kalıp, fiber ön kalıpları döşerken metal burçların doğrudan yerleştirilmesine olanak tanıyan, burçlar için yerleşik otomatik konumlandırma ekleriyle donatılmıştır-. Hibrit karbon-cam elyafları tek adımda sıkıştırılarak-kalıplanır ve kalıplama sonrasında burçlar ile kompozit alt tabaka arasında kesintisiz bir bağ oluşturulur. Daha sonra hiçbir presleme-montaj veya yapıştırma işlemine gerek yoktur. Tek bir parçanın işlem süresi %60 oranında azalır, montaj boyutu hatası 0,02 mm'den az veya ona eşit olarak kontrol edilir ve araç OEM'lerinin otomatik montaj hattı standartlarını karşılar.

 

 

III.Kalıp-odaklı Yukarı ve Aşağı Yönde Endüstriyel İşbirliği

Bir kalıp üreticisi olarak Taizhou Huangyan Jiutai Mold Co., Ltd. yalnızca kalıp tedarikinin ötesine geçiyor. "Malzeme formülü eşleştirme - özelleştirilmiş kalıp geliştirme - kalıp deneme doğrulaması - seri üretim süreci aktarımı"nı kapsayan tek bir-hizmet sistemi oluşturmuştur.

 

Şirket, tonajlı kalıplama presleri ve yüksek- hızlı enjeksiyonlu kalıplama ekipmanıyla donatılmış-kendi bünyesinde bir kompozit malzeme deneme atölyesi işletmektedir. Hibrit karbon-cam elyaf bileşenlerinin tam-süreç örneklemesini, mekanik performans testini ve boyut doğrulamasını tamamlayarak otomobil üreticileri için yeni ürün geliştirme döngülerini %30 oranında kısaltabilir.

 

Firma, düşük-karbonlu döngüsel ekonomi trendine uyum sağlamak amacıyla geri dönüştürülebilir termoplastik kompozitler için kalıp teknolojileri geliştirdi. Şekillendirilmiş hibrit karbon-cam elyaf parçalar yüksek sıcaklıklarda geri dönüştürülebilir ve yeniden üretilebilir; bu da araç üreticilerinin karbon zirvesine ulaşmalarına ve karbon nötr emisyon azaltma hedeflerine ulaşmalarına yardımcı olur.

 

Buna ek olarak, otomotiv şasileri zeka ve entegrasyona doğru geliştikçe, cam elyafı ve karbon elyafı süspansiyonlar yavaş yavaş algılama fonksiyonlarını içerecektir. Süspansiyon gerilimi ve titreşimi gibi gerçek zamanlı verileri- izlemek, akıllı sürüşü ve aktif süspansiyon kontrolünü desteklemek ve araç güvenliğini ve yol tutuş performansını daha da artırmak için optik fiber sensörler, gerinim ölçerler ve diğer bileşenler kompozit kalıplama sırasında yerleştirilebilir.

 

 

Cam elyaf süspansiyonlar, tam-ömür-döngüsü maliyet avantajlarına odaklanır ve kitlesel-pazar araçlarının hafif tasarım, güvenilirlik ve maliyet kontrolüne yönelik kapsamlı taleplerini karşılar. Karbon fiber süspansiyonlar, üst düzey ve yeni enerjili araçların yol tutuşu, sürüş menzili ve sürüş konforunda çok yönlü iyileştirmeler elde etmesini sağlayan üstün performans güçlerine sahiptir;{4}son teknoloji ve yeni enerji araçlarına güç verir. Farklılaştırılmış pazar konumlandırmasıyla, iki tip süspansiyon, otomotiv şasi malzemelerinin geleneksel çelikten kompozitlere dönüşümünü birlikte ilerletiyor.

 

Malzeme teknolojileri ve kalıplama süreçlerindeki sürekli ilerlemelerle birlikte, cam elyaf süspansiyonlar daha yüksek performansa doğru evrilecek, karbon elyaf süspansiyonlar maliyet azaltmada atılımlar gerçekleştirecek ve hibrit kompozit malzemeler orta- sınıf araçlar için en uygun seçim haline gelecektir. Üç malzeme çözümü birlikte otomotiv şasi malzemelerinin çeşitlendirilmiş bir ortamını oluşturacak, tüm katmanlardaki araçlar için-özelleştirilmiş çözümler sunacak ve otomotiv endüstrisinin sürdürülebilir gelişimini hafif, yüksek-performanslı ve çevre dostu-üretime doğru yönlendirecek.