Ar žinojote, kad sinergetinio stiklo pluošto ir bazalto pluošto derinio proveržis suteikė sisteminį sprendimą lengvoms naujoms energijos transporto priemonėms?
Sinerginis taikymasstiklo pluoštoo bazalto pluoštas pramuša atskirų medžiagų kliūtis, suteikdamas sistemingą sprendimą lengvoms naujoms energetinėms transporto priemonėms dėl papildomų mechaninių savybių (25 % padidėjęs lenkimo stiprumas), procesų naujovėmis (liejimo ciklas sutrumpintas iki 100 sekundžių) ir optimizuodamas visą eksploatavimo{2} ciklą (20–25 %).
Automobilių lengvumo ir tvaraus vystymosi skatinamas sinerginis taikymasstiklo pluoštoo bazalto pluoštas keičia transporto priemonių kėbulo konstrukcinių komponentų technologinę paradigmą. Dėl papildomų medžiagų savybių, integruotų procesų naujovių ir viso -ciklo ciklo optimizavimo šis „tvirtas-lankstus“ pluošto derinys ne tik įveikia atskirų medžiagų našumo kliūtis, bet ir nustato naujus sąnaudų kontrolės, prisitaikymo prie aplinkos ir saugos etalonus, tapdamas pagrindiniu proveržiu naujų energiją naudojančių transporto priemonių technologinėje iteracijoje.
Sinerginiai proveržiai medžiagų našumo srityje
Nuo vienkartinio sustiprinimo iki sistemos optimizavimo
1. Papildomas mechaninių savybių stiprinimas
Stiklo pluoštaspasižymi dideliu stiprumu (tempimo stipris 300-500 MPa) ir dideliu moduliu (70-80 GPa), o bazalto pluoštas jį papildo didesniu atsparumu smūgiams (pailgėjimas trūkimo metu 3,2 %, palyginti su stiklo pluoštu 2,5 %) ir atsparumu aukštai temperatūrai (atsparumas viršutinei temperatūrai 800 laipsnių v.).stiklo pluošto500 laipsnių). Dėl hibridinio pluošto dizaino (pvz., 30 % bazalto pluošto + 70 % stiklo pluošto), kompozitinės medžiagos stiprumas lenkiant gali siekti 1200 MPa, o tai 25 % geresnis, palyginti su grynu stiklo pluoštu, tuo pačiu padidinant atsparumą smūgiams 30 %, atitinkantį CNCAP penkių{{9} žvaigždučių susidūrimo testo standartą. Pavyzdžiui, „Qianjia Group“ sukurta bazalto / stiklo pluošto hibridinė durų vidinė plokštė sumažina svorį 35%, išlaikant konstrukcijos tvirtumą ir padidina atsparumą druskos purškiamai korozijai iki daugiau nei 15 metų.
2. Sinerginis prisitaikymo prie aplinkos didinimas
Natūralus bazalto pluošto atsparumas oro sąlygoms (60% mažesnis UV senėjimo greitis neistiklo pluošto) combined with the chemical corrosion resistance of fiberglass allows the composite material to maintain over 90% of its mechanical properties within a wide temperature range of 40℃ to 80℃. Jilin Tongxin Basalt Technology's battery casing products, through a composite structure of basalt fiber outer protection and fiberglass inner reinforcement, successfully resist the high temperatures (>150 laipsnių ) ir elektrolitų korozija naujų energetinių transporto priemonių akumuliatorių paketams, kuriems suteiktas UL94V0 antipireno sertifikatas, kurio atsparumas ugniai yra dviem lygiais didesnis nei tradicinių metalinių korpusų.
Procesų inovacijos ir kaštų optimizavimas
Nuo laboratorijos iki masinės gamybos
1. Tikslus Prepreg technologijos valdymas
Naudojant termoreaktingosios dervos impregnavimo procesą, galima tiksliai kontroliuoti pluošto tūrį (60-70 %) ir dervos pasiskirstymo tolygumą. Patentuota technologija rodo, kad bazalto / stiklo pluošto hibridinio preprego atsparumas tempimui gali siekti 85% anglies pluošto preprego, o kaina yra tik 1/4. „Kunshan Rouwei Environmental Technology“ rulonų -to- gamybos linija užtikrina masinę hibridinių pluoštų membranų gamybą integruojant kelis suktukus, sumažinant vieneto sąnaudas iki 2,95 juanio už kvadratinį metrą ir priartėjus prie tradicinio PP lydyto pūsto audinio lygio.
2. Revoliucinis suspaudimo formavimo efektyvumas
Formavimo autoklave technologijos (temperatūra 150 laipsnių, slėgis 0,3 MPa) ir greitai kietėjančios dervos derinys sumažina konstrukcinių komponentų formavimo ciklą nuo 2 valandų naudojant tradicinius metalo procesus iki 100 sekundžių. Pritaikius šią technologiją, automobilių gamintojo porėminiai gaminiai sumažino dalių skaičių nuo 17 iki 1, todėl gamybos efektyvumas padidėjo 8 kartus, o kartu padidino pluošto tūrio dalį iki 35% ir dvigubai padidino suspaudimo efektyvumą, palyginti su tradiciniais procesais.
3. Žymus gyvavimo ciklo sąnaudų sumažinimas
Nors pradinė bazalto pluošto kaina yra 15 % didesnė nei stiklo pluošto, energijos vartojimo efektyvumo padidėjimas (58 % didesnis diapazonas) ir sumažintos priežiūros išlaidos (70 % sumažintas korozijos keitimo dažnis), atsirandančios dėl medžiagos svorio sumažinimo, gali sumažinti gyvavimo ciklo išlaidas 2025 %. Kaip pavyzdį paėmus grynai elektrinį visureigį, pritaikius hibridinio pluošto akumuliatoriaus korpusą, transporto priemonė kasmet sutaupo maždaug 800 juanių elektros energijos sąnaudų, o investicijų atsipirkimo laikotarpis sutrumpėja iki 3,5 metų.
Pramonės eksperimentavimas ir taikymo plėtra
Nuo struktūrinių komponentų iki pažangios integracijos
1. Lyginamųjų produktų našumo patikrinimas
Akumuliatoriaus korpusas: Jilin Tongxin kompozitinis bazalto/stiklo pluošto akumuliatoriaus korpusas yra 40 % lengvesnis už aliuminio lydinį, jo gniuždymo stipris yra 500 kN (nacionalinis standartas, didesnis arba lygus 130 kN). Jis išlaikė adatos įsiskverbimo testą be atviros liepsnos plitimo ir buvo naudojamas keliuose CATL modeliuose.
Kėbulo rėmas: „United Aircraft Group“ ton-klasės UAV fiuzeliaže naudojama ši hibridinė medžiaga, išlaikanti konstrukcijos stabilumą net 6500 metrų aukštyje ir pagerinanti vėjo pasipriešinimą nuo 6 iki 8 lygio.
Važiuoklės komponentai: Komercinių transporto priemonių kompanijos bazalto/stiklo pluošto hibridinių lakštinių spyruoklių eksploatavimo laikas yra dvigubai ilgesnis nei plieno gaminių, o svoris sumažėja 45 %, kasmet sutaupant maždaug 1,2 tonos degalų vienai transporto priemonei.
2. Rinkos plėtra, skatinama aplinkosaugos politikos
Naujasis ES baterijų įstatymas reikalauja, kad iki 2030 m. baterijų medžiagų perdirbimo lygis būtų didesnis arba lygus 85 %, o dėl natūralaus bazalto pluošto perdirbimo (perdirbimo lygis viršija 92 %) jis yra idealus pasirinkimas. Kinijos „Naujų medžiagų pramonės aukštos-kokybės plėtros įgyvendinimo plane“ numatyta 15 % investicijų subsidija hibridinių pluoštų gamybos įrangai, tiesiogiai didinant paklausą rinkoje. Numatoma, kad pasaulinė automobilių bazalto pluošto rinkos dydis iki 2030 m. pasieks 190 mln. USD, o CAGR – 9,6%.
3. Ateities technologijų evoliucijos kryptys
Funkcinis integravimas: „Išmanieji konstrukciniai komponentai“, integruoti su šviesolaidiniais jutikliais, gali stebėti įtempių pasiskirstymą realiuoju laiku (tikslumas ±5 MPa), o kartu su AI algoritmais, siekiant optimizuoti priežiūros ciklus, bendra eksploatavimo ciklo kaina gali būti sumažinta dar 35 proc.
Bio{0}}pagrįstos alternatyvos: Fudano universiteto sukurta PLA/bazalto pluošto hibridinė medžiaga sumažina anglies dvideginio išmetimą 79 %, palyginti su medžiagomis, pagamintomis iš naftos, ir praėjo ES EN 13432 biologinio skaidumo sertifikatą. Tikimasi, kad iki 2027 m. jo kaina prilygs tradicinėms medžiagoms.
Ekstremalus prisitaikymas prie aplinkos: boro{0}}turintys bazalto pluošto kompozitai pasižymi radioaktyviojo jodo adsorbcijos gebėjimu-131 17 kartus didesniu nei tradicinių medžiagų, todėl jie tinkami branduolinės pagalbos transporto priemonių radiacinei saugai.
Sinergetinis stiklo pluošto ir bazalto pluošto taikymas nėra tik paprastas medžiagų savybių superpozicija, bet ir pagrindinis automobilių gamybos pramonės transformacijos nuo „vienos-medžiagos konkurencijos“ prie „sisteminių sprendimų“ rodiklis. Brendus prepreg procesams, mažėjant masinės gamybos sąnaudoms ir sustiprėjus politinei paramai, hibridinių pluoštų skverbtis į transporto priemonių kėbulo konstrukcinius komponentus iki 2030 m. turėtų viršyti 40 %, o tai paskatins naujų energetinių transporto priemonių lengvumą į naują „našumo, sąnaudų ir aplinkos apsaugos“ pusiausvyros erą. Kaip teigė Kinijos kompozicinių medžiagų draugijos ekspertai: „Ši tarpvalstybinė integracija, kilusi iš vulkaninių uolienų ir pramoninės civilizacijos, iš naujo apibrėžia tvarią automobilių medžiagų ateitį“.
