2024 Композиционные материалы в автомобильной промышленности(1)

2024 Композиционные материалы в автомобильной промышленности

Также в области термопластов осенью 2023 года компания Braskem (Филадельфия, штат Пенсильвания, США), производитель полиолефинов и биополимеров, объявила о запуске демонстрационного армирования ремней безопасности, изготовленного из армирующей сетки, сплетенной из композитов, и однонаправленных композитных полос, армированных волокнами, изготовленных с использованием технологии Weav3D Inc. (Норкросс, штат Джорджия, США). Процесс Weav3D способен производить термопластичные композитные сетчатые структуры в больших объемах для различных отраслей промышленности, и, как утверждается, позволяет снизить вес деталей, затраты и количество отходов по сравнению с композитными органическими листами.
В начале 2024 года проект HyWaSand представит демонстрацию откидного ящика для хранения вещей в салоне фургона, который содержит термопластичную композитную сэндвич-структуру, изготовленную с помощью полностью автоматизированного процесса термоформовки. Немецкие партнеры, участвующие в проекте: Daimler Trucks (Штутгарт), Aeruzumtec Suzier AG (Штутгарт), ThermHex Waben GmbH (Харли), Edevis GmbH (Райнфельден-Эхтердинген), Институт Фраунгофера по микроструктурам в материалах и системах (известный как Fraunhofer IMWS, Харли), австрийская компания Engel Austria GmbH (Швертберг). По их словам, полученные результаты предполагается использовать для производства легких, недорогих, крупносерийных компонентов интерьера, а также изучаются возможности их применения для клиентов.
Также стоит отметить, что в 2022 году BMW Group (Мюнхен, Германия) представила свой новейший аккумуляторный спортивный и развлекательный автомобиль (или SAV) iX, который оснащен каркасом Carbon Cage, представляющим собой комбинацию тканых преформ RTM, литья под давлением армированных волокнами термопластов, формовки и металлических процессов в многоматериальной конструкции, которая основывается на Конструкция основывается на предыдущей стратегии BMW по использованию композитных материалов в моделях i3, i8 и 7 Series.

Колеса из углеродного волокна
Как и конструктивные и внешние компоненты, колеса, изготовленные из легких углеволоконных композитов или смеси металлов и композитов, давно заняли свое место в высокопроизводительных малосерийных гоночных автомобилях, где их сверхлегкий вес помогает сократить время прохождения круга.
В последние годы все больше внимания уделяется разработке композитных или гибридных колес для серийных автомобилей. Первые полностью коммерческие колеса из углеродного волокна для автомобильной промышленности были изготовлены компанией Carbon Revolution (Уорн-Пондс, Австралия) и поступили на рынок в 2008 году. В 2015 году Carbon Revolution представила колеса из углеродного волокна для модели Ford Mustang Shelby GT350R, но цена в 15 000 долларов за комплект сделала эти колеса непригодными для использования в гонках. но цена в 15 000 долларов за комплект сделала эти колеса непригодными для крупносерийных автомобилей.
С тех пор ряд производителей автомобильных композитов ищут комбинации материалов и процессов, чтобы сделать карбоновые колеса конкурентоспособными по стоимости и характеристикам с коваными и литыми алюминиевыми дисками, в том числе:
1. колеса от Vision Wheel (Декатур, Алабама, США) в 2021 году с использованием тканых материалов от A&P Technology (Цинциннати, Огайо, США) и материалов от IDI Composites (Ноблесвилл, Индиана, США) с прицелом на высокопроизводительные автомобили и, в конечном итоге, электромобили.

2. ESE Carbon Co. (Майами, Флорида, США) выпустит в 2022 году цельное углеволоконное колесо E2, изготовленное с использованием специальных преформ для укладки волокон и процессов RTM для вторичного рынка.

3. 20-дюймовые композитные углеволоконные диски Bucci Composites (Фаэнца, Италия), изготовленные с использованием процесса RTM под высоким давлением (HP-RTM), будут запущены в 2022 году для вторичного рынка спортивных автомобилей/суперкаров.

4. Carbon Revolution выпустит новые колеса в 2023 году, ориентированные на вторичный рынок электромобилей и микроавтобусов.

5. в феврале 2024 года Hyundai Motor (Сеул, Корея) представит концепт колеса из углеродного волокна для автомобиля Ioniq 5 N NPXI. Разработанное в сотрудничестве между производителем колес Dymag (Уилтшир, Великобритания) и специалистом по композитным материалам Hankuk Carbon (Сеул), колесо на заказ объединяет внешний обод из композитного углеродного волокна с тонко обработанным центральным элементом из кованого металла с пятью спицами.

21-дюймовое колесо из смешанных материалов весом около 10 кг было разработано компанией Dymag в сотрудничестве с Hankuk Carbon в рамках программы интенсивного развития Hyundai.
(Изображение предоставлено: Dymag и Hankuk Carbon)

Помимо электрификации, автомобильная промышленность постоянно внедряет инновации, предлагая более экологичные решения в области материалов для широкого спектра компонентов – от композитов из натуральных волокон до смол на биооснове, возможности вторичной переработки и многого другого. В некоторых регионах это стремление к экологичности может быть вскоре закреплено законодательно, например, в предложенном Европейским союзом (ЕС) наборе правил, охватывающих весь жизненный цикл автомобиля от разработки до окончания срока службы (EOL), таких как требование минимизировать переработку при проектировании автомобиля, 25 % пластмасс, используемых в автомобиле, должны быть получены из переработанных материалов, а также обязательная переработка и повторное использование некоторых компонентов.
К числу новых разработок в этой области относятся:
1. поставщик автомобильных технологий Forvia (Нантер, Франция) объявил о ряде инициатив, направленных на обеспечение более экологичного производства и дизайна автомобилей, включая: модульную концепцию интерьера для сокращения использования материалов и компонентов, необходимых для сборки, использование переработанных или биологически чистых материалов, а также увеличение производства баков для хранения водорода.
Кроме того,

2.в 2022 году компания Forvia создала в Лионе (Франция) научно-исследовательское подразделение под названием Materi’Act, целью которого является разработка, производство и продажа материалов с углеродным следом на 85% ниже, чем у обычных материалов. Эта работа включает разработку смол с содержанием вторсырья до 90 %, создание новой версии продукта NAFILean из конопляного волокна/полипропилена, а также разработку углеродных волокон, изготовленных на основе бионатуральных прекурсоров и с использованием низкоэнергетических процессов.

Одной из целей компании Materi’Act является производство углеродных волокон с низким углеродным следом из бионасыщенных прекурсоров, а также производство волокон с использованием низкоэнергетических процессов
(Иллюстрация кредитная: Forvia)

3. в рамках проекта CIDER (Производство автомобильных компонентов, разработанных с использованием переработанных продуктов из переработанных и устойчивых композитов) поставщик смол Arkema (Колумбус, Франция) и его партнеры представили автомобильную дверную панель, изготовленную из переработанных волокон и перерабатываемой смолы Elium компании Arkema.

4. поставщик льняного волокна Bcomp (Фрибург, Швейцария) Материалы из льняного волокна/эпоксидной смолы используются в широком спектре автомобильных компонентов экстерьера и интерьера, включая сиденья, недавно разработанные для электромобиля Born VZ компании Cupra (Барселона, Испания), и крышки кондиционеров для автобусов поставщика автомобилей первого уровня Eberspächer (Эсслинген, Германия).

5. Optiplan GmbH (Эрсниц, Германия) и поставщик смол AOC (Шаффхаузен, Германия) сотрудничают в разработке материала для автомобильных сэндвич-панелей, который объединяет листы переработанного ПЭТ от Optiplan и составы AOC, полученные из отходов ПЭТ после потребления.

Британская инициатива Sonichem направлена на переработку побочных продуктов биомассы в лигнин для производства пластмасс, смол и композитов для автомобильной промышленности
(Фотография предоставлена: Sonichem)

6. Консорциум под руководством новатора в области устойчивых технологий Sonichem (Саутгемптон, Великобритания) разрабатывает запатентованную ультразвуковую технологию Sonichem и производит возобновляемые, экономически эффективные альтернативы нефтехимии для производства пластиков, смол и композитов, используемых в автомобильной промышленности.

Ссылка на оригинал статьи:
https://www.compositesworld.com/articles/composites-end-markets-automotive-(2024)
Источник: Научно-исследовательский институт новых материалов Донхуа Цзинвэй