非金属材料在汽车上的应用及发展
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薄壁化注塑技术在汽车零件上的应用摘要:安全、环保、节能是当下汽车工业发展中三大关键性话题,汽车轻量化是不可忽视的重要策略。
与此同时,保险杠是汽车运行中必不可少的安全件、外观件,要在细化分析的基础上从材料、结构、制造工艺等层面入手,灵活应用薄壁化技术的同时优化汽车保险杠设计,在控制保险杠重量的基础上有着较高的安全性、装饰性、功能性,持续改进汽车质量的同时实现综合效益目标。
本文基于薄壁化注塑技术在汽车零件上的应用展开论述。
关键词:薄壁化注塑技术;汽车零件;应用引言对于非金属材料,使用较成熟和较轻的技术制造薄材料(例如b .保险杠、车门板等。
),用于钢造型(例如。
b .前面板)和低密度材料的应用。
随着新能源汽车越来越普及,电池续航时间尤为重要,连续性与汽车质量密切相关,是汽车行业面临的一个问题。
在开发通过减少建模周期来提高生产效率和降低成本的技术时,压缩薄材料有助于满足性能要求、降低质量和降低成本。
1薄壁注塑成型定义薄壁注射方式,也称为薄壁模具环境,目前在薄壁模具方面定义不一致。
在行业中,塑料部件的厚度小于1mm,塑料投影面大于50cm2称为薄壁形状。
但是,对于汽车行业来说,销认为通过材料和工艺改进,传统抽壳可以打破,并且可以将制造性能视为薄壁形状。
2薄壁化材料测试标准熔体指数:以GB/ T3682. 1-2018测量塑料熔体流动速率(MFR)和熔体流动速率(MVR)。
第1部分:标准方法;密度:经GB/ T103. 1-2008测试,测量塑料非泡沫密度,第1部分:潜水网、液体刻度和滴度规定;拉伸强度:根据GB/ T1040. 2-2006进行测试,测量塑料拉伸性能第2部分:塑料和铸造模具的试验条件;弯曲强度:通过GB/ T9341-2008“塑料弯曲性能”测试;冲击强度:检查塑料的冲击强度(GB/ T1824-2008)。
3薄壁注塑成型技术对于薄壁注塑成型技术来说虽然在业界还没有对其形成一个较为统一定义,但是整体来说,成型塑件的厚度小于1mm,并且塑件的投影面积超过50平方厘米的注塑成型,都可以被称为是薄壁注塑。
我国汽车材料的应用及未来发展趋势随着我国经济不断发展,汽车产业也稳步增长,成为国民经济中一个重要的支柱产业。
而作为汽车制造的重要组成部分,汽车材料的应用和发展趋势备受关注。
本文将从我国汽车材料的现状及应用、未来发展趋势等方面展开阐述。
一、我国汽车材料的现状及应用1. 金属材料金属材料一直是汽车制造的主要原材料之一,包括钢铁、铝合金、镁合金等,广泛应用于汽车车身、发动机、底盘及其他部件的制造中。
高强度钢材是近年来的研究热点,具有重量轻、强度高的特点,能够满足汽车节能、环保的需求。
2. 塑料材料随着汽车轻量化的趋势,塑料材料在汽车制造中的应用也逐渐增多。
如聚丙烯、聚氨酯等塑料材料在汽车内饰、外饰、发动机罩等部件中得到广泛应用,具有重量轻、耐腐蚀、成型性好等优点。
3. 复合材料复合材料由不同性质的材料组成,具有高强度、轻质、耐磨损等特点,广泛应用于汽车的车身结构、车轮、燃油箱等部件中。
我国复合材料行业发展迅速,为汽车制造提供了更多选择。
4. 其他材料除了上述材料外,玻璃、橡胶、陶瓷等材料也在汽车制造中得到广泛应用。
汽车玻璃在安全、节能方面发挥了重要作用,橡胶密封件在汽车减震、密封等方面发挥了重要作用。
二、未来发展趋势1. 轻量化材料的应用将继续增加随着汽车节能、环保的要求日益提高,轻量化材料在汽车制造中的应用将继续增加。
在金属材料方面,高强度钢材、铝合金、镁合金等将得到更广泛的应用;在非金属材料方面,各类复合材料、塑料材料的应用也会得到进一步推广。
2. 材料多样化发展未来,汽车材料的发展趋势将是多样化的。
传统材料的改进和新材料的开发将是今后的发展方向。
具有自愈合功能的新型涂料、具有自我修复能力的新型材料等将逐渐应用于汽车制造中。
3. 绿色环保材料将受到更多关注随着绿色环保理念的日益普及,绿色环保材料将受到更多关注。
在汽车制造中,可降解材料、再生材料等将成为未来的发展趋势,符合节能减排、循环利用的要求。
国外非金属矿在汽车油漆中的应用油漆主要由三类物质组成,树脂、溶剂与颜料延展剂。
其中树脂(如热熔性塑料和热固性塑料)约占50%,作用是将其他成分粘结到一起;溶剂(包括甲苯)占25%,作用是消散薄膜成分,之后则挥发,不成为干膜的一部分,矿物基产品即颜料和充填料/延展剂约占25%,作用是提供色泽、增乳、光亮和耐久等特性。
从市场情况看,装饰或建筑用漆占最大数量,其次为设备生产,包括汽车、飞行器、家电、家具、机械等;最后是道路、汽车维修保养等用漆。
设备生产油漆程序分四道:电泳涂漆(即底漆)、底漆面上涂剂、面漆和最后的透明漆。
汽车油漆是专门的涂料,在全球油漆的数量与金额上为重要一部分。
和装饰建筑漆一样,汽车油漆大量消费着钛白粉等颜料、充填料及延展剂矿物如高岭土、滑石、碳酸钙、云母等。
汽车用漆主要有两大领域,新车生产和旧车维修。
世界新汽车涂料的主要企业有三家:德国的巴斯夫、美国的杜邦和PPG工业公司。
多数大型汽车生产者都根据地点选购三家的油漆,如福特所产的约 55%汽车用漆取自杜邦。
其余大部分来自PPG和巴斯夫。
前不久杜邦公司的汽车部对全球汽车销售的色泽趋势进行了年度调查并指出具有很大可能性的未来需求类型。
调查报告称,世界汽车色泽需求存在着很大的多样性,但银白色在北美和欧洲可望继续扩大。
杜邦汽车涂料生产部门负责色彩时尚调查和油漆销售的经理罗伯特戴雷称,高级汽车流行时尚显示,白银色代表了一些消费者的审美意向。
其他非彩色的如白、黑及硬煤灰将继续为大多数人的选择。
一直在欧洲强劲的蓝色将持续增长,特别是类似金属的蓝色。
金属质地的红与绿色也在扩大。
过去两年黄色与金黄色比较流行,尤其是在豪华车市场上,而非金属质绿色需求则下降。
在油漆特别是汽车用油漆的生产上,矿物填充料及延展剂具有十分重要的意义。
油漆业对矿物的要求是颗粒细、抗气候性强、与钢铁亲和及耐久等。
一般情况下,颜料、充填料和延展料占油漆成分的15~30%左右。
下面是几种非金属矿在汽车涂料中的应用分析。
第一章汽车材料基础知识第一节汽车材料概述一、填空题1.汽车零部件材料、汽车运行材料2.金属材料、非金属材料、复合材料3.行驶、燃料、润滑材料、工作液4. 汽油、柴油5. 发动机润滑油、齿轮油、润滑脂6. 磨损、使用寿命二、选择题1.C2.C3.C4.B三、判断题1.×2. ×3. ×4.√5. √四、问答题1.2.答:汽车零部件材料以金属材料为主,占整车质量的80%左右,其中钢铁材料约占70%,非铁金属材料约占10%。
非金属材料占整车质量的20%左右,其中塑料约占7%,橡胶占3%-7%。
为适应安全、节能的要求,在汽车中特别是轿车中开始大量应用非金属材料,所以在汽车制造中钢铁的用量有所下降,而有色金属、非金属材料和复合材料等新材料的用量正在上升。
3.答:目前已应用的石油替代燃料主要有天然气、液化石油气、醇类燃料(甲醇汽油、乙醇汽油)和电池等汽车新能源。
第二节金属材料的性能一、填空题1.密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀性和磁性2.单位体积、重金属、轻金属3.各种化学腐蚀、耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性4.强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度5.布氏硬度试验、洛氏硬度试验6.各种加工工艺方法、铸造性能、压力加工性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能二、选择题1.C2.C3.A三、判断题1. ×2.√3.√4.√5.√6.√四、名词解释1.强度是指在外力(载荷)作用下,金属材料抵抗永久变形和断裂的能力,强度通常用应力表示。
2.疲劳强度是指材料在交变应力作用下,从变形到实际断裂所承受的最大应力。
3.塑性是指金属材料在载荷作用下发生塑性变形而不断裂的能力。
4.热处理性能是指金属材料是否适应各种热处理方法的能力。
五、问答题1.答:金属材料在载荷作用下发生塑性变形而不断裂的能力称为塑性。
金属材料的塑性也可通过拉伸试验测定,常用伸长率和断面收缩率来表示。
塑性好的金属材料易于通过压力加工制成形状复杂的零件,如汽车车身覆盖件大多是采用有良好塑性的冷轧钢板冲压而成。
关于无机非金属材料的发展趋势浅谈【摘要】本文主要探讨了关于无机非金属材料的发展趋势。
随着材料性能需求的不断提高,新型材料的研究方向也日益多元化。
先进制备工艺的应用和智能材料的发展将成为未来的发展趋势,而绿色环保材料的重要性也日益凸显。
未来,无机非金属材料将在各个领域得到更广泛的应用,其技术创新方向也将不断拓展。
展望未来,无机非金属材料必将在各个领域发挥重要作用,推动社会经济的可持续发展。
【关键词】无机非金属材料,发展趋势,材料性能,新型材料,制备工艺,智能材料,绿色环保,未来发展,应用前景,技术创新。
1. 引言1.1 背景介绍随着科技不断发展,无机非金属材料的应用范围也越来越广泛。
无机非金属材料是指除了金属材料和有机材料之外的一类材料,主要包括陶瓷、玻璃、高分子材料等。
这些材料具有硬度高、耐磨、耐腐蚀等优良性能,被广泛应用于航空航天、电子、建筑等领域。
随着社会的发展和人们对材料性能需求的不断提高,无机非金属材料也在不断发展和创新。
了解无机非金属材料的发展趋势对于提升材料制备和应用水平具有重要意义。
在本文中,我们将对无机非金属材料的发展趋势进行深入探讨,从材料性能需求、新型材料研究方向、先进制备工艺应用、智能材料发展以及绿色环保材料的重要性等方面进行分析,以期为未来无机非金属材料的发展提供一定的参考和借鉴。
2. 正文2.1 材料性能需求日益提高材料性能需求日益提高,是由于现代社会对材料的功能和性能提出了更高的要求。
随着科技的发展和人们生活水平的提高,人们对材料的性能和功能有了更多的需求。
在航空航天领域,材料需要具备较高的强度、耐磨性和耐高温性能;在医疗器械领域,材料需要具备较好的生物相容性和耐腐蚀性能;在电子领域,材料需要具备较好的导电性和光学性能等。
为了满足这些需求,人们不断开展新型材料的研究,推动着无机非金属材料的发展。
采用纳米技术和复合材料技术,可以提高材料的强度和硬度,改善材料的特性;采用先进的制备工艺,可以降低材料的密度和成本,提高材料的性能和可靠性;发展智能材料,可以实现材料的自修复和自感应等功能,满足不同领域的需求;重视绿色环保材料的研究和应用,可以减少对环境的污染,保护地球资源,实现可持续发展。
汽车领域非金属增材制造行业市场分析非金属增材制造是指使用非金属材料进行增材制造的技术,包括3D打印、激光烧结、光固化等技术。
在汽车领域,非金属增材制造技术被广泛应用于零部件制造、车身结构优化和功能性部件制造等方面。
以下是对汽车领域非金属增材制造市场进行的分析。
一、市场需求分析1.汽车行业的发展:随着经济的快速发展和人们生活水平的提高,汽车行业迅猛增长。
市场上对汽车的需求量不断增加,在这种情况下,汽车制造商需要寻求更高效、更灵活的生产方式来满足需求,非金属增材制造技术能够提供这样的解决方案。
2.制造成本的压力:汽车制造是一个资金密集型的行业,制造一辆汽车需要巨大的投资。
非金属增材制造技术能够降低生产成本,特别是对于小批量生产和定制化生产具有明显的优势。
这可以帮助汽车制造商降低生产成本,提高竞争力。
3.轻量化需求:随着环境保护意识的增强和汽车能源效率要求的提高,轻量化已经成为汽车制造的发展趋势。
非金属增材制造技术可以制造出轻量复杂形状的零部件,以及具有高强度和刚度的材料,满足汽车制造商对轻量化的需求。
二、市场发展趋势分析1.技术进步的推动:非金属增材制造技术在过去几年取得了长足的发展,不断提高性能和精度。
新材料的出现和不断推出的新工艺技术将进一步推动这一行业的发展。
2.制造流程的整合:在汽车制造过程中,不同零部件可能需要使用不同的材料和工艺进行制造,这导致生产效率低下。
非金属增材制造技术可以通过整合制造流程,减少材料和能源的浪费,提高生产效率。
3.定制化生产的需求:消费者对汽车个性化的需求越来越高,越来越多的汽车制造商开始提供定制化的服务。
非金属增材制造技术可以根据消费者的需求进行定制化生产,快速制造出复杂形状的零部件,满足消费者的个性化需求。
三、市场竞争分析1. 技术供应商竞争:目前市面上有多家非金属增材制造技术供应商,如Stratasys、3D Systems、EOS等,它们之间展开了激烈的竞争,争夺汽车制造商的订单。
目录
一、中国汽车工业发展概况
二、非金属材料在汽车上的应用现状
三、非金属材料在汽车上的发展趋势
2
19981999200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020销量164
187210
238333446509577722879938136518061850193121982300250027173019335537284142
百分比
14%14%13%40%34%14%13%25%22%7%46%32%2%
4%14%5%
8%
8%10%10%10%10%
0%
5%
10%15%20%25%30%35%40%45%50%01000
20003000400050006000一、中国汽车工业发展概况
最近二十年,中国汽车经历着飞速增长的时期,年销量从1998年的164万辆,跃居至2013年的2198万辆,增长了13倍,是当前全球最大的汽车市场,也是全球最具有活力的汽车市场。
预计在未来的10年,中国汽车产业仍将保持高速的增长。
汽车工业的蓬勃发展,有力的促进了新材料在汽车领域的应用与发展。
中国汽车市场需求及未来趋势分析
中国汽车工业发展概况
目录
一、中国汽车工业发展概况
二、非金属材料在汽车上的应用现状
三、非金属材料在汽车上的发展趋势
4
大量高性能新材料的成功开发,出现了高性能、大规模工业化的应用产品,结合汽车工业的规模化生产需求,使得新材料的发展和汽车工业的发展紧密的结合在一起。
汽车的“小型化”和“轻量化”是未来汽车发展的主流之一,和新能源汽车一样的重要,新材料的创新性开发以及大范围推广使用是轿车轻量化和环保的一个重要手段。
汽车耗油量的改善程度(%)汽车轻量化
1275
1145
13101280
1440
280
91.6118
160145
22
8
9
12.5
10.2
5
10
15
20
25
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
某德系车吉利车1吉利车2吉利车3某国产车
整车重量塑料用量百分比
汽车塑料用量分析
1、国外车型塑料用量在20%以上;
2、国内车型塑料用量在10-15%;
3、吉利车型塑料用量在逐年上升,在国内处在领先水平。
材料/构成
1980年(kg/车)1985年(kg/车)1990年(kg/车)2000年(kg/车)2010年(kg/车)钢862726590630580铸铁227136113136.07120铝54689195104塑料91109136149200玻璃
41322334281275
1071
953
1044.07
1032
汽车塑料应用趋势
美国轿车材料构成的变化
●综上,塑料在汽车上的应用逐渐增加;
●汽车塑料应用发展规律:1、减少材料品种;2、降低成本;3、降低重量;4、先进制造工艺。
●
汽车塑料应用发展趋势:纤维增强复合材料替代结构件。
新材料
应用分析①新材料、新工艺、
新技术加快创新材料
的应用进程②“以塑代钢”、模块化、轻量化等新的设计理念,推动新材料在汽车上的应用
④环保和可回收推动新材料在汽车上的应用
③工程塑料正由传统的应用领域逐渐向更深层次的领域扩展
目前在汽车上应用最多的非金属材料为工程塑料和通用塑料,包括PP、ABS、PC、PA、PBT、POM等,随着更高性能的塑料的工业化开发,免喷涂金属光泽POM、长玻纤PP、低VOC环保塑料、生物基材料等功能性材料逐步在汽车上应用。
①
新材料、新工艺、新技术推动创新材料的应用进程
塑料种类金字塔分布图
②“以塑代钢”、模块化、轻量化等新的设计理念,推动新材料在汽车上的应用
所谓的“以塑代钢”,就是用塑料材料来替代原有的金属材料进行零部件的设计开发。
这种设计理念和零部件的模块化设计相似,越来越多的被广大设计工程师所选用。
究其原因,主要是由于塑料材料的在产品设计开发上的高自由度、轻量化和
低成本的特性,能够满足日益发展的多样性设计需求。
塑料材料金属材料的密度对比
塑料翼子板代替金属翼子板,能够实现40%以上的轻量化同时,实现设计的更高自由性
②“以塑代钢”、模块化、轻量化等新的设计理念,推动新材料在汽车上的应用
塑料悬置
②“以塑代钢”、模块化、轻量化等新的设计理念,推动新材料在汽车上的应用
③工程塑料正由传统的应用领域逐渐向更深层次的领域扩展
在内外饰、电子电器等传统的应用领域,由于造型、装饰的多样化需求,塑料材料已经获得广泛的认可和大量的使用。
概括而言,与人体接触密切
的零部件,一般都是采用塑料材料制造。
而在大量高性能塑料材料的出现以及更高的车辆综合性能推动下,汽车
工程师和材料工程师并不满足于现状,把塑料应用的目光投向了动力系统、车身系统等金属材料的传统应用领域,通过创新性的开发,极大的提升了
塑料材料在汽车上的应用能力。
③工程塑料正由传统的应用领域逐渐向更深层次的领域扩展
多种功能模块集成于一体的塑料结构门
1.以成功应用的新技术
2.功能集成
3.减少零部件数量
4.轻量化效果显著
④环保和可回收推动新材料在汽车上的应用
早在2001年,国务院就颁布了报废汽车回收利用办法,标志着报废汽车回收管理开始走向法制化轨道。
近日,工信部针对报废汽车回收利用问题日益突出的现状,已会同有关部门研究制定相关强制性标准,预计该强制性回收标准将于2015年下半年推出。
纵观全球,欧盟和日本更是有相关的环保法规认证已经在实施中。
汽车环保可回收相关法规政策
塑料复合材料电池盒-GMT 主要优点1、减轻重量,比金属轻很多2、环保---热塑性.3、模压成型—成本低.4、撞击时能量吸收5、耐电池液体,化学腐蚀6、属复合材料,设计自由度大
电池组件,22组,7.5公斤/组,共重165公斤GMT电池盒托架17公斤及GMT盖6.5公斤
三菱IMEV
④环保和可回收推动塑料材料在汽车上的应用
新能源汽车的发展扩大了工程塑料在汽车上的进一步应用
目录
一、中国汽车工业发展概况
二、非金属材料在汽车上的应用现状
三、非金属材料在汽车上的发展趋势
17
预计2015年底《GB/T 27630-2011乘用车内空气质量评价指南》将升级为强制性标准,环保类新材料是目前各汽车厂重点关注及重点应用的材料,如低挥发POM,PHC等。
①
环保新材料
汽车轻量化是现代汽车设计制造的主流。
车身轻量化对减轻汽车整车自重、提高整车燃油经济性和节能环保至关重要。
汽车重量每降低100公斤,每百公里至少可节约1.6l燃油。
既能保证安全性又能实现轻量化,而且同时实现成本和效益最优化是汽车制造业极为关注的目标。
高性能玻璃纤维增强新材料市场前景看好。
②轻量化新材料
安全性能是轿车产品最核心的技术指标之一,也是国家、行业和消费者都高度关注的焦点之一。
除了基本的官方安全法规标准外,欧盟、美国、日本、中国……进入汽车社会的几乎所有国家和地区,都建立了自己的第三方NCAP评价体
系,形成了严格详尽的安全性能评价规则。
根据尼尔森发布最新《中国汽车消费市场洞察报告》显示,安全已经超越价格成为消费者购车首选因素。
③提升安全性的新材料
③提升安全性的新材料
目前,吉利共有4款车型在C-
NCAP测试中获得五星及以上
成绩,并且包揽了自主品牌的
头两名
★★★★2011年,帝豪EC7以
很接近五星的成绩获得了中国
自主品牌第一个Euro NCAP四
星评价
Euro NCAP官方:(针对EC7获Euro NCAP四星)“这个结果是中国汽车工业的里程碑,表明中国汽车制造企业在开发经验方面得到迅速增长.。
”。