Легкая композитная панель

Однако технология не нова. В течение многих лет композиты или сэндвич-панели использовались в производстве как гражданских, так и военных самолетов, а в последнее время — в гоночных автомобилях, судостроении и даже в специализированной архитектуре. Типичный гражданский авиалайнер Boeing может состоять из 5-15% композитных панелей, хотя Boeing недавно объявил, что новый 7E7 будет состоять до 50% из композита, что сделает его сверхлегким при сохранении оптимальной долговечности.

Успех технологии композитов в аэрокосмической области сделал ее привлекательной для других отраслей, которые хотят применить ее преимущества. Одним из наиболее важных для транспортной отрасли является то, что базовые композитные материалы намного легче, чем сталь и алюминий, что приводит к средней экономии веса до 40% по сравнению со сталью и до 20% по сравнению с алюминием.

В настоящее время композитная технология может использоваться для кузовных панелей и аксессуаров, передних панелей, пола, блока цилиндров, грузовых отсеков, шасси автомобиля, балок бампера, кронштейнов топливного бака, термостойких деталей, таких как впускной коллектор, модули охлаждения и масляный поддон. или металлический настил трейлера можно заменить сэндвич-панелями, чтобы еще больше снизить вес и воспользоваться дополнительной грузоподъемностью и более длительным сроком службы настила трейлера. Разнообразие используемых материалов и производственный процесс позволяют формировать композитные панели в плоские или изогнутые формы, которые имеют одно из самых высоких соотношений прочности к весу среди всех строительных материалов на рынке.

Замена только спального кузова класса 8 на изготовленную по индивидуальному заказу технологию композитных панелей может снизить общую массу автомобиля на величину до 850 фунтов, эффективно уменьшая общий вес и сопротивление жидкости при одновременном увеличении полезной нагрузки.

Звукопоглощающие и изоляционные свойства помимо легкого состава создают спокойную обстановку внутри подложки; коррозионная стойкость и общая долговечность также находятся на высоком уровне.

Панели изготавливаются, когда два материала объединяются для создания более прочного вещества, чем любой из двух основных материалов по отдельности. Сами панели нагреваются и термически соединяются с матрицей или сердцевиной; матрица связывает между собой волокна более прочного материала, называемого армированием. Армирование может быть выполнено из стекловолокна, арамида и углерода, а матрица может включать полиэфирные смолы, винилэфирные смолы или эпоксидные смолы, а также многие легкие волокнистые материалы. Разделение слоев посредством этой сердцевины с низкой плотностью увеличивает момент инерции балки или панели с очень небольшим увеличением веса, создавая высокоэффективную конструкцию. Благодаря широкому использованию высокопрочных клеев композитные панели точно соединяются друг с другом, обеспечивая превосходные улучшения по сравнению с обычными процессами клепки или сварки. Опережение традиционных практик позволяет отрасли увидеть ощутимую экономию с точки зрения снижения прямых затрат на рабочую силу, инструменты, оборудование, но, что наиболее важно, устранения дорогостоящих проблем или претензий, связанных с ржавчиной и коррозией.

В основном прочность композитной панели зависит от ее габаритных размеров, используемого материала поверхности и плотности ячеек внутри нее, чем толще сердцевина, тем больше жесткость и прочность панели. Благодаря тщательному выбору армирования, матрицы и производственного процесса производители могут производить композитные панели для конкретной отрасли. Композиты, предназначенные для тяжелых коммерческих применений, таких как авиастроение, аэрокосмическая промышленность, разведка нефти и военные рынки, используют высокопрочные непрерывные волокна, такие как пенополиуретан или другие динамические материалы, чтобы обеспечить жесткую панель, которая будет противостоять износу из-за напряжения нагрузки или механической нагрузки. Для изделий с низкой прочностью и жесткостью или с низким напряжением, таких как автомобильные, морские и промышленные детали, можно использовать матрицу из прерывистых волокон, таких как бумага или картон, чтобы обеспечить оптимальное соотношение прочности и веса для конкретного применения.

Обладая переменным составом и толщиной, прочностью на сжатие и растяжение, а также устойчивостью к деформации, они сводят к минимуму повреждения от камней и обломков, а также напряжения при погрузке и разгрузке. В случае повреждения замена панели относительно проста и недорога, и ее можно отремонтировать в большинстве кузовных ремонтных мастерских.

Общая композитная панель обычно описывается как:

Некоторые общие преимущества включают в себя:

  • Более легкие (но прочные) материалы означают меньший расход топлива
  • Может быть настроен для многих конкретных приложений
  • Относительно быстрые сроки выполнения
  • Шумопоглощающие свойства блокируют окружающий шум снаружи салона
  • Стойкость к вредным химическим веществам и теплу
  • Они служат дольше
  • Минимальный структурный шум

С производственной или инженерной точки зрения:

  • Когда возникают удары и ударные нагрузки, размер сотовых ячеек можно регулировать для достижения различных сил сжатия.
  • Рабочие прототипы с использованием ламинированных панелей и сэндвич-панелей могут быть разработаны в течение 4-6 недель после создания. Производственные процессы ориентированы на максимальную эффективность и оптимальные сроки выполнения заказов.
  • Значение изоляции (значение R) может варьироваться от 2,5 до даже 6 в зависимости от толщины панелей. Специфические требования заказчика могут быть выполнены за счет использования специальных сотовых заполнителей и облицовки.
  • Ассортимент материалов, используемых для изготовления панелей в соответствии со спецификацией, делает их привлекательными для производителей грузовых автомобилей.
  • Универсальность конструкции кузова и дверных панелей, капотов, панелей крыши, капотов и спойлеров резко снижает сопротивление жидкости и качению. Непрерывные исследования и разработки обеспечивают непрерывный прогресс в характеристиках композитов и расширяют область их применения. Транспортная отрасль приветствует композитные технологии, которые вскоре могут заменить дерево и металл в качестве предпочтительного материала.

Эдисон Рейс, бакалавр наук.

Начальник отдела проектирования и обеспечения качества

Канадская компания по производству коммерческих автомобилей

www.ccvbc.com

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *