В последние годы, с быстрым развитием автомобильной промышленности, различные требования людей к автокреслам продолжают улучшаться, легкость, многофункциональность, защита окружающей среды, комфорт и безопасность являются основными потребностями людей в автокреслах, поэтому эти аспекты имеют постепенно становятся основным направлением развития автокресел. Композитный материал с длинным волокном состоит из смолы и композитного материала с длинным волокном, с различными характеристиками, такими как высокая прочность, низкая плотность, короткое время производства и простота формования, что подходит для текущей тенденции развития автомобильных сидений, поэтому в автомобиле промышленности, он постепенно стал первым выбором материалов для автомобильных сидений.

1. Обзор автокресел

Автомобильные сиденья в основном состоят из четырех частей: чехла сиденья, подушки сиденья, пеноматериала сиденья и каркаса сиденья. Кроме того, из-за различных требований рынка некоторые сиденья также имеют подлокотники, поясные скобы или массаж и другие соответствующие компоненты комфорта, а некоторые сиденья имеют чаши, ящики и другие функции хранения.
В настоящее время большое значение имеют легкость, удобство и безопасность конструкции автомобильных кресел. Однако большинство основных материалов обычных сидений представляют собой металлические материалы, которые имеют высокую плотность и большой вес. Таким образом, возможности для улучшения легкости автомобильных сидений только за счет оптимизации конструкции и дизайна ограничены. Композитные материалы, армированные длинным волокном, обладают превосходными механическими свойствами и могут обеспечить значительный эффект легкости. Поэтому они постепенно применяются в автомобилестроении не только в большинстве простых неважных деталей, но и в некоторых функциональных деталях сложной формы, таких как рама сиденья и модуль переднего сегмента.

2. Важность легкости автомобиля

Легкий автомобиль означает, что на основе характеристик безопасности и прочности автомобиля можно гарантировать, что общий вес автомобиля может быть уменьшен до максимальной степени, чтобы увеличить мощность автомобиля и снизить выбросы и расход топлива. . Согласно соответствующим тестам, количество топлива в транспортном средстве имеет самую прямую зависимость от веса самого транспортного средства. Расход топлива на 100 км можно уменьшить на 0,2 и 0,8 л на каждый 1 кг снижения массы автомобиля, что обычно составляет около 4,5% от исходного расхода. Таким образом, на фоне защиты окружающей среды и энергосбережения при разработке автомобилей легкий вес автомобиля имеет большое значение в процессе проектирования и производства современного автомобиля.
Автокресло – одна из важнейших деталей салона автомобиля. Согласно опросу, вес автокресла во всем теле составляет 15% доли. Хотя автокресло занимает небольшую долю в общем весе кузова, тем не менее, как одна из крупных и чрезвычайно важных частей салона автомобиля, его вклад в процесс облегчения всего автомобиля нельзя недооценивать. Автокресло — одна из самых сложных частей во всем процессе проектирования автомобиля. Процесс проектирования автокресла должен учитываться со многих аспектов, таких как безопасность, красота формы, функциональное разнообразие и комфорт, должен быть установлен в соответствии с требованиями традиционного автокресла в помещении, может быть реализован легкий дизайн автокресла, одновременно уменьшая вес автокресла, основные характеристики автокресла должны быть гарантированы, особенно безопасность сиденья. Под влиянием этих требований легкая конструкция автокресла становится все более сложной и более достойной изучения людьми.

3. Состояние применения длинноволокнистых композитов в автомобилестроении.

С быстрым развитием промышленной экономики также быстро развиваются длинноволокнистые композитные материалы. В настоящее время длинноволокнистые композитные материалы стали одной из самых быстрорастущих отраслей промышленности армированных пластмасс. В Европе, США и других развитых странах были широко разработаны длинноволокнистые композитные материалы, такие как японская компания Emperor, компания LNP, компания Ticona, компания Saint-Gobain и другие всемирно известные предприятия по производству материалов разработали длинноволокнистый композит. материалы.
Доля применения домашних автомобилей велика, на нее приходится около 33% от общего потребления, и она будет продолжать расти с развитием автомобильной промышленности. В настоящее время длинноволокнистые композитные материалы широко используются в автомобильных салонах, функциональных и конструкционных деталях. Замена традиционных металлических материалов длинноволокнистыми композитными материалами может не только снизить вес автомобилей, но и упростить производственный процесс и модульное производство. General Motors, один из крупнейших мировых производителей автомобилей, уже применяет композиты из стекловолокна для изготовления грузовых бортов спортивных автомобилей и пикапов. Ford является одним из лидеров по использованию композитных материалов, выпуская автомобили, в которых в качестве изоляции кузова используется армированный волокном листовой пластик. В 2011 году в драйвере использовался материал PP-LGF50.

4. Применение длинноволокнистого композитного материала в автокресле.

4.1 Увеличить срок службы и безопасность сиденья
Сопротивление усталости длинноволокнистых композитов относительно высокое. У него больше матрицы, и его усталостное разрушение не произойдет внезапно, а будет медленно расширяться от матрицы к коллективному интерфейсу и волокну. Таким образом, люди могут заранее обнаружить повреждение длинноволокнистых композитных материалов и вовремя принять соответствующие меры по устранению недостатков, эффективно улучшив срок службы сиденья. В дополнение к сопротивлению усталости длинноволокнистые композитные материалы также обладают стабильной безопасностью. Если из этого материала сделать перегруженные компоненты, то роль автокресла не исчезнет сразу, а сначала порвется небольшое количество волокон, и нагрузка быстро перераспределится и перейдет на неповрежденные волокна, так что весь компонент не будет сломан тяжелыми предметами за короткое время.

4.2 Уменьшение амплитуды вибрации сиденья
Существует большое демпфирование между границей раздела длинноволокнистого композита и матрицы, и оно имеет хорошие характеристики гашения вибрации. Когда длинноволокнистый композит того же размера и формы подвергается испытанию на вибрацию в тех же условиях, время затухания первого меньше, чем у второго. Следовательно, частота вибрации и продолжительность сиденья эффективно снижаются за счет использования длинноволокнистого композитного материала.

4.3 Снижение стоимости сиденья
При обработке длинноволокнистых композитов не требуется никакой химической реакции, а армированное волокно выдавливается непосредственно в заданном направлении и одновременно укладывается
На матрице формируется слоистая структура и прессуется на высокоскоростном гидравлическом прессе, чтобы можно было обрабатывать длинноволокнистый композит. Этот метод не только экономит затраты на покупку полуфабрикатов и снижает себестоимость изготовления, но также гарантирует длину волокна и оптимизирует механические свойства компонента [3]. Кроме того, детали из длинноволокнистого композита могут быть изготовлены путем объединения матрицы с волокном, а затем использования формы для нагрева и отверждения. В этом процессе матрица превращается из жидкой в ​​твердую, поэтому автокресло, изготовленное из длинноволокнистого композитного материала, не легко образует трещины.

4.4 Уменьшить степень повреждения сиденья при высокой температуре
Длинноволокнистый материал может обеспечить эффект стойкости к высоким температурам в общих условиях, обычный алюминиевый сплав при 4 ℃, его модуль упругости будет значительно снижен, но при тех же условиях использование длинноволокнистый материал после армирования алюминиевым сплавом, его модуль упругости и прочность могут оставаться неизменными. Из-за низкой теплопроводности длинноволокнистого композита его стойкость к высоким температурам лучше. Применение длинноволокнистого композитного материала для автомобильного сиденья может эффективно снизить степень повреждения автомобильного сиденья в условиях высокой температуры.

4.5 Поддержание стабильности различных характеристик сиденья
Среди многих характеристик длинноволокнистых композитов более значимыми являются высокая удельная жесткость и высокая удельная прочность, а их свойства имеют широкий диапазон варьирования. В зависимости от различных волокнистых материалов, содержания волокна и направления распространения, расчетный индекс прочности продукта, огнестойкие свойства и модуль упругости также различаются. Когда длинноволокнистый композитный материал растягивается в одном направлении, материал может растягиваться перпендикулярно направлению растяжения. Это свойство полностью отличается от свойств обычных материалов. В процессе проектирования автомобильных сидений следует выбирать материалы, которые легко проектировать и которые могут поддерживать стабильные характеристики. Композитные материалы с длинными волокнами могут гибко проектировать различные формы, сохраняя при этом стабильные характеристики во всех аспектах.

5. Вывод

Автокресло как несущая способность частей автомобиля, в дорожно-транспортных происшествиях для обеспечения безопасности транспортного средства играет очень важную роль, поэтому к легкости, комфортной безопасности и другим аспектам развития автокресла является неизбежной тенденцией. Композитные материалы с длинным волокном обладают множеством отличных характеристик, улучшают качество автомобильных сидений при одновременном снижении его качества, улучшают характеристики и в то же время снижают стоимость, таким образом, с быстрым развитием автомобильной промышленности и развитием длинных волокон. Композитные материалы на техническом уровне непрерывного совершенствования, в автокресле, перспективы применения композитных материалов с длинным волокном будут все более широкими.