با وجود بحران جهانی انرژی و نیازهای فزاینده حفاظت از محیط زیست ، صنعت خودرو در حال تسریع در تحول خود به سمت توسعه سبز و کم کربن است. به عنوان یک روش مؤثر برای بهبود مصرف سوخت ، گسترش دامنه وسایل نقلیه برقی و کاهش انتشار کربن ، سبک وزن خودروها به یک روند مهم در توسعه صنعت تبدیل شده است. در این زمینه ، پلاستیک های اصلاح شده ، با استفاده از مزایای وزن سبک ، استحکام بالا و چند منظوره ، به یک انتخاب ایده آل برای جایگزینی مواد فلزی سنتی تبدیل شده و نقش فزاینده ای در ساختار خودرو و طراحی مؤلفه ایفا می کند.
1. مزایای پلاستیک های اصلاح شده در سبک وزن خودروها
اتومبیل های سنتی عمدتا از مواد فولادی ساخته شده اند. اگرچه این مواد قوی هستند ، اما به شکل سنگین و پیچیده ای هستند که منجر به وزن بیش از حد کل وسیله نقلیه می شود و در نتیجه باعث افزایش مصرف سوخت و انتشار کربن می شود. در مقابل ، چگالی پلاستیک های اصلاح شده معمولاً فقط در حدود 1/6 از فولاد است. از طریق تقویت فیبر شیشه ای ، پر کردن مواد معدنی یا اصلاح مقاوم در برابر شعله و سایر فن آوری ها ، می توان وزن را در ضمن حفظ استحکام و سختی کاهش داد.
سبک و استحکام بالا: مصرف پلی پروپیلن تقویت شده با فیبر شیشه ای (GFPP) به عنوان نمونه ، وزن آن بیش از 50 ٪ سبک تر از فولاد است ، اما استحکام آن می تواند به برخی از قطعات فلزی برسد یا حتی از آن فراتر رود.
خوردگی و مقاومت شیمیایی: پلاستیک های اصلاح شده مانند فلزات زنگ نمی زنند و می توانند در برابر خوردگی اسیدها ، قلیایی ها ، اسپری نمکی و رسانه های شیمیایی مختلف مقاومت کنند و نیاز به پوشش های محافظ را کاهش می دهند.
انعطاف پذیری پردازش بالا: پلاستیک ها را می توان از طریق فرآیندی مانند قالب گیری تزریق ، اکستروژن و قالب گیری ضربه ، به قطعات ساختاری پیچیده تبدیل کرد ، تعداد قطعات را کاهش داد ، تحقق بخشیده به طراحی یکپارچه "ادغام چند قطعه" و کاهش بیشتر وزن و هزینه.
کاهش سر و صدا و ایمنی: برخی از پلاستیک های اصلاح شده دارای عایق صوتی خوب و خاصیت جذب انرژی هستند که می تواند راحتی سواری و ایمنی برخورد را بهبود بخشد.
آمار نشان می دهد که برای هر 10 ٪ کاهش وزن وسیله نقلیه ، راندمان سوخت می تواند در حدود 6 ٪ به 8 ٪ بهبود یابد. برای وسایل نقلیه انرژی جدید ، سبک وزن یک وسیله مهم برای بهبود مستقیم عمر باتری است ، بنابراین پلاستیک های اصلاح شده به طور گسترده ای برای جایگزینی فلزات سنتی در قطعات خودرو استفاده می شوند.
2. سناریوهای برنامه معمولی
پلاستیک های اصلاح شده زمینه های مختلفی مانند دکوراسیون داخلی و خارجی خودرو ، محفظه موتور و اجزای اصلی وسایل نقلیه برقی را پوشش داده اند و دامنه و عمق کاربرد آنها به طور مداوم در حال گسترش است.
قطعات داخلی و ساختاری
دکوراسیون داخلی اولین و بالغ ترین زمینه کاربرد پلاستیکی اصلاح شده است. پلی پروپیلن اصلاح شده (PP) ، ABS ، پلی کربنات (PC) و آلیاژهای آن به طور گسترده ای در پانل های ساز ، پانل های درب ، قاب صندلی ، چرخ فرمان و سایر قسمت ها استفاده می شود. این مواد نه تنها می توانند به شکل های پیچیده ای دست یابند ، بلکه از طریق درمان سطح نیز به بافت پایان های سطح بالا دست یابند و حدود 30 ٪ -40 ٪ سبک تر از قطعات فلزی سنتی هستند.
قطعات ظاهر
مواد اصلاح شده PP یا PC ABS به طور گسترده ای در قسمت های ظاهری مانند ضربه گیر خودرو ، کوره های ورودی هوا و محفظه آینه های عقب استفاده می شود. این قسمت ها به مقاومت در برابر ضربه ، مقاومت در برابر پیری UV و چسبندگی پوشش بالا نیاز دارند. پلاستیک های اصلاح شده می توانند با افزودن عوامل ضد UV و پرکننده های مقاوم در برابر آب و هوا ، این شرایط را برآورده کنند. در مقایسه با صفحات فولادی سنتی ، ضربه گیرهای پلاستیکی آسان نیستند و می توانند دوباره برگردند و این به کاهش آسیب های برخورد با سرعت کم کمک می کند.
قطعات محفظه موتور
محفظه موتور دارای دمای بالا و روغنهای پیچیده و نیازهای دقیق بر مقاومت در برابر گرما و مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی مواد است. نایلون تقویت شده با فیبر شیشه ای (PA6/PA66) به دلیل مقاومت در برابر درجه حرارت بالا (مقاوم در برابر 200 درجه سانتیگراد) به طور گسترده ای در ساخت منیفولدهای ورودی ، فن های خنک کننده ، پمپ های خنک کننده و محفظه های فیلتر روغن مورد استفاده قرار می گیرد. این برنامه ها نه تنها وزن را کاهش می دهند ، بلکه پردازش را نیز ساده می کنند.
اجزای اصلی وسیله نقلیه برقی
با توسعه وسایل نقلیه انرژی جدید ، از پلاستیک های اصلاح شده نیز در محفظه های باتری ، شارژ رابط ها و قاب های سبک وزن استفاده می شود. رایانه های شخصی مقاوم در برابر شعله ، PBT تقویت شده ، اصلاح شده PA66 و سایر مواد می توانند بازپرداخت شعله ، عایق و قدرت ساختاری عالی را فراهم کنند و به بسته های باتری کمک می کنند تا تعادل بین ایمنی و کاهش وزن را بدست آورند و در نتیجه باعث افزایش بهره وری انرژی کل وسیله نقلیه می شوند.
3 چشم انداز توسعه آینده
حفاظت از محیط زیست سبز و بازیافت
در آینده ، صنعت خودرو بیشتر به بازیافت مواد توجه خواهد کرد. پلاستیک های اصلاح شده را می توان از طریق بازیافت فیزیکی ، دپلیمریزاسیون شیمیایی و سایر روشها استفاده کرد که به دستیابی به اقتصاد دایره ای کمک می کند. در عین حال ، توسعه پلاستیک های مبتنی بر زیستی و پلاستیک های اصلاح شده قابل تخریب ، جایگزین سبز جدیدی را برای صنعت خودرو فراهم می کند.
عملکرد بالا و ادغام عملکردی
با استفاده از فناوری هایی مانند نانوفیلر ، تقویت فیبر شیشه ای بلند و اصلاح فیبر کربن ، مقاومت مکانیکی و مقاومت حرارتی پلاستیک های اصلاح شده بیشتر بهبود می یابد. پیش بینی می شود برخی از پلاستیک های با کارایی بالا (مانند PEEK و PPS) قطعات ساختاری فلزی بیشتری را جایگزین کنند. در آینده ، پلاستیک های اصلاح شده نه تنها عملکردهای ساختاری خواهند داشت ، بلکه دارای عملکردهای رسانا ، آنتی استاتیک ، گرما و حتی سنجش برای دستیابی به هوش و عملکرد هستند.
رانده شده توسط وسایل نقلیه برقی و اتومبیل های هوشمند
وسایل نقلیه الکتریکی برای گسترش دامنه خود به بدنهای سبک تری نیاز دارند و افزایش سنسورهای رانندگی خودمختار نیازهای بالاتری را در طراحی یکپارچه مسکن و اجزای محافظ قرار می دهد. پلاستیک های اصلاح شده می توانند از طریق قالب گیری مدولار و تولید یکپارچه ، آزادی طراحی بالاتری را برای اجزای هوشمند فراهم کنند.
هزینه و بهینه سازی فرآیند
با گسترش مقیاس تولید و پیشرفت تکنولوژیکی ، انتظار می رود قیمت پلاستیک های اصلاح شده بیشتر کاهش یابد. در عین حال ، معرفی فن آوری های جدید مانند چاپ سه بعدی و قالب گیری میکرو فوم باعث افزایش کارایی پردازش و کاهش بیشتر وزن می شود. $ $
