في السنوات الأخيرة، استمرت متطلبات الناس المختلفة لمقاعد السيارة مع التطور السريع لصناعة السيارات في التحسن، ومقاعد السيارة خفيفة الوزن ومتعددة الوظائف والراحة البيئية والسلامة هي احتياجات الناس الأساسية لمقاعد السيارة. ولذلك، أصبحت هذه الجوانب تدريجيا الاتجاه الرئيسي لتطوير مقاعد السيارة.

تتكون المواد المركبة من الألياف الطويلة من الراتنج والمواد المركبة من الألياف الطويلة، مع مجموعة متنوعة من الخصائص، مثل القوة العالية والكثافة المنخفضة ووقت الإنتاج القصير وسهولة التشكيل، ومناسبة لاتجاه التطوير الحالي لمقاعد السيارة، لذلك في السيارات لقد أصبحت الصناعة تدريجيًا المادة المفضلة لمقاعد السيارات.

نظرة عامة على مقاعد السيارة

تتكون مقاعد السيارة بشكل أساسي من أربعة أجزاء: غطاء المقعد، وسادة المقعد، رغوة المقعد وهيكل المقعد. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لاحتياجات السوق المختلفة، تحتوي بعض المقاعد أيضًا على مساند للذراعين أو دعامات للخصر أو مكونات راحة متعلقة بالتدليك. تحتوي بعض المقاعد أيضًا على وظائف تخزين أخرى مثل حاملات الأكواب والأدراج.

في الوقت الحاضر، يطالب المستهلكون بشكل متزايد بالوزن الخفيف والراحة والسلامة والجوانب الأخرى لتصميم مقاعد السيارة. ومع ذلك، فإن معظم المواد الرئيسية للمقاعد التقليدية هي مواد معدنية، وكثافة المعادن ثقيلة، ومساحة التطوير لتحسين خفة الوزن لمقاعد السيارة من خلال تحسين الهيكل والتصميم وحدهما كانت محدودة.

يتمتع المركب المقوى بالألياف الطويلة بخصائص ميكانيكية ممتازة ويمكن أن يحقق تأثيرًا كبيرًا في الوزن الخفيف. لذلك، يتم تطبيقه تدريجيًا في مجال السيارات، ليس فقط في معظم الأجزاء البسيطة وغير المهمة، ولكن أيضًا في بعض الأجزاء الوظيفية ذات الشكل المعقد، مثل هيكل المقعد ووحدة الجزء الأمامي.

أهمية السيارات خفيفة الوزن

الوزن الخفيف للسيارة يعني أنه على أساس أداء السلامة وقوة السيارة يمكن ضمانه، يتم تقليل الوزن الإجمالي للسيارة إلى أقصى حد، وذلك لتعزيز قوة السيارة، وتقليل الانبعاثات و استهلاك الوقود.

وفقًا للاختبارات ذات الصلة، فإن كمية الوقود في السيارة لها العلاقة الأكثر مباشرة مع وزن السيارة نفسها: مقابل كل 1 كجم من تقليل كتلة السيارة، يمكن تقليل استهلاك الوقود لمسافة 100 كيلومتر بمقدار 0.2-0.8 لتر، عادةً حوالي 4%-5% من الاستهلاك الأصلي. لذلك، في هذه المرحلة، وفي ظل خلفية تطوير السيارات الذي يفضل تدريجيًا حماية البيئة وتوفير الطاقة، فإن الوزن الخفيف للسيارات الحديثة له أهمية كبيرة في عملية التصميم والتصنيع.

يعتبر مقعد السيارة من أهم الأجزاء الموجودة داخل السيارة. وبحسب الاستطلاع، فإن وزن مقعد السيارة يمثل 1% إلى 2% من الجسم بالكامل. على الرغم من أن مقعد السيارة يحتل نسبة قليلة من الوزن الإجمالي للجسم. ومع ذلك، وباعتباره أحد أهم أجزاء السيارة، فلا يمكن الاستهانة بمساهمته في عملية الوزن الخفيف للسيارة بأكملها.

Car seat is one of the more complicated parts in the whole car design process. The design process of car seats must be considered from many aspects, such as safety, aesthetic shape, functional diversity and comfort. Only under the premise of meeting the requirements of traditional car seats can the lightweight design of car seats be implemented. While reducing the weight of the car seat, the basic performance of the car seat must be guaranteed, especially the safety of the seat. Under the influence of these requirements, the lightweight design of car seats becomes more challenging and more worthy of research.

Application of long fiber composites in automotive field

Long fiber composite materials have also developed rapidly with the rapid development of industrial economy. At this stage, long fiber composites have become one of the fastest growing industries in the reinforced plastics industry.

The application proportion of long fiber composite materials in the automotive field is large, accounting for about 33% of the total consumption, and will continue to grow with the development of the automotive industry. At present, long fiber composite materials are widely used in automotive interior, functional parts and structural parts. The use of long fiber composite materials to replace the traditional metal materials can reduce the weight of automobiles, and simplify the production process and modular production.

General Motors, one of the largest automobile manufacturers in the world, has applied long glass fiber composite materials to the cargo board of sports vehicles and light trucks. Ford is one of many leaders in the application of composite materials. Its cars use fiber-reinforced sheet plastic as a material for body insulation panels. In 2011, PP-LGF50 material was used in the driving seat of a certain model of car produced by BMW in Germany, which reduced the mass of the car seat by 63% and also increased the service life of the car seat.

The application of long fiber composite material in automobile seat

1) Improve the service life and safety of the seat
The fatigue resistance of long fiber composite material is higher and it has more matrix. Its fatigue fracture does not burst out suddenly, but slowly spreads from the matrix to the collective interface and the fiber.

Therefore, people can detect the damage of long fiber composite materials in advance, and take corresponding remedial measures in time, effectively improving the service life of the seat.

In addition to fatigue resistance, long fiber composite materials also have stable safety, if overloaded parts made of this material, the role of the car seat will not immediately disappear, but first break a small number of fibers. The load is then quickly redistributed and transferred to the undamaged fibers, so that the entire component will not be knocked down by the heavy load in a short time.

2) Reduce the vibration amplitude of the seat
There is a large damping between the interface of the long fiber composite and the matrix, and it has good vibration damping performance. When the same size and shape of long fiber composite material and metal material are tested under the same conditions, the decay time of the former is shorter than that of the latter. Therefore, the car seat using long fiber composite material effectively reduces the vibration frequency and duration of the seat.

3) Reduce seat costs
No chemical reaction is required in the processing of long fiber composite materials: the reinforced fiber is directly extruded in a predetermined direction and arranged on the matrix at the same time to form a layup structure and press it in a high-speed hydraulic press. This method not only saves the cost of buying semi-finished products and reduces the manufacturing cost, but also guarantees the fiber length and optimizes the mechanical properties of the component.

In addition, the matrix is combined with the fiber, and then the mold is heated and cured, it can be made of long fiber composite parts, and the matrix is transformed from a fluid to a solid during the production process, so the car seat made of long fiber composite materials is not easy to crack.

4) Reduce the damage of the seat at high temperature
Long fiber composite materials can achieve high temperature resistance under normal conditions. When the ordinary aluminum alloy is at high temperature, its elastic modulus will be greatly reduced. However, under the same conditions, the elastic modulus and strength of the composite reinforced with long fiber materials can remain unchanged. Because the long fiber composite has a small thermal conductivity, its high temperature resistance is better. The application of long fiber composite materials to car seats can effectively reduce the damage degree of car seats under high temperature conditions.

5) Maintain the stability of various performance of the seat
The characteristics of long fiber composites are high specific stiffness and high specific strength, and their properties have a wide range of variation. According to the different fiber material, fiber content and laying direction, the designed product strength index, flame retardant performance and elastic modulus are also different. When the long fiber composite material is stretched in one direction under a certain layup mode, the material can also be extended perpendicular to the stretching direction, which is completely different from the commonly used materials. In the design process of car seats, materials that are easy to design and can maintain stable performance should be selected. Long fiber composite materials can be flexibly designed in different shapes while maintaining the stability of all aspects of their performance.

Conclusion

نظرًا للقدرة الاستيعابية للسيارة، يلعب مقعد السيارة دورًا مهمًا للغاية في ضمان سلامة الأشخاص الموجودين في السيارة عند وقوع حادث مروري.

ولذلك، فإن تطوير الوزن الخفيف والراحة والسلامة هو اتجاه لا مفر منه في تطوير مقاعد السيارة. تتميز المواد المركبة المصنوعة من الألياف الطويلة بمجموعة متنوعة من الأداء الممتاز، وتحسن جودة مقاعد السيارة مع تقليل جودتها، وتحسن الأداء المتنوع في نفس الوقت مما يقلل التكلفة.

يمكن ملاحظة أنه مع التطور السريع لصناعة السيارات والتحسين المستمر للمستوى الفني في تطوير المواد المركبة من الألياف الطويلة، فإن احتمال تطبيق المواد المركبة من الألياف الطويلة في مقاعد السيارة سيكون واسعًا بشكل متزايد.