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 هي الاتجاه الرئيسي لتطوير مقاعد السيارة.

مادة مركبة من الألياف الطويلة تتكون 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 للسيارة المقاعد، لذلك أصبحت تدريجياً في صناعة السيارات 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 مقعد السيارة. ومع ذلك، فإن معظم المواد الرئيسية للمقاعد التقليدية هي مواد معدنية، وكثافة المعادن ثقيلة، كما أن مساحة 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 خفيف الوزن. ولذلك، 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 خفة وزن السيارات

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

وفقًا للاختبارات ذات الصلة، فإن كمية الوقود في السيارة لها علاقة مباشرة بوزن السيارة نفسها: مقابل كل 1 كجم من التخفيض الشامل للسيارة، يمكن تقليل استهلاك الوقود بمقدار 100 كيلومتر بمقدار 0.2-0.8 L، عادة 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.

يعد مقعد السيارة أحد الأجزاء الأكثر تعقيدًا في عملية تصميم السيارة بأكملها. يجب أن تؤخذ في الاعتبار عملية تصميم مقاعد السيارة من عدة جوانب، مثل السلامة والشكل الجمالي والتنوع الوظيفي والراحة. فقط في ظل فرضية تلبية متطلبات مقاعد السيارة التقليدية يمكن تنفيذ التصميم خفيف الوزن لمقاعد السيارة. مع تقليل وزن مقعد السيارة، يجب ضمان الأداء الأساسي لمقعد السيارة، وخاصة سلامة المقعد. وتحت تأثير هذه المتطلبات، يصبح التصميم خفيف الوزن لمقاعد السيارة أكثر تحديًا وجديرًا بالبحث.

تطبيقات مركبات الألياف الطويلة في مجال السيارات

كما تطورت المواد المركبة من الألياف الطويلة بسرعة مع التطور السريع للاقتصاد الصناعي. في هذه المرحلة، أصبحت مركبات الألياف الطويلة واحدة من أسرع الصناعات نموا في صناعة البلاستيك المقوى.

إن نسبة تطبيق المواد المركبة المصنوعة من الألياف الطويلة في مجال السيارات كبيرة، حيث تمثل حوالي 33% من إجمالي الاستهلاك، وسوف تستمر في النمو مع تطور صناعة السيارات. في الوقت الحاضر، يتم استخدام المواد المركبة من الألياف الطويلة على نطاق واسع في الأجزاء الداخلية للسيارات والأجزاء الوظيفية والأجزاء الهيكلية. إن استخدام المواد المركبة من الألياف الطويلة لتحل محل المواد المعدنية التقليدية يمكن أن يقلل من وزن السيارات، ويبسط عملية الإنتاج والإنتاج المعياري.

قامت شركة جنرال موتورز، إحدى أكبر شركات تصنيع السيارات في العالم، بتطبيق مواد مركبة من الألياف الزجاجية الطويلة على لوحة الشحن للسيارات الرياضية والشاحنات الخفيفة. تعد شركة Ford واحدة من الشركات الرائدة العديدة في مجال تطبيق المواد المركبة. وتستخدم سياراتها صفائح من البلاستيك المقوى بالألياف كمادة لألواح عزل الجسم. في عام 2011، تم استخدام مادة PP-LGF50 في مقعد القيادة لطراز معين من السيارات التي تنتجها شركة BMW في ألمانيا، مما أدى إلى تقليل كتلة مقعد السيارة بنسبة 63%، كما أدى إلى زيادة عمر خدمة مقعد السيارة.

تطبيق مادة مركبة من الألياف الطويلة في مقعد السيارة

1) تحسين عمر الخدمة وسلامة المقعد
مقاومة التعب للمواد المركبة من الألياف الطويلة أعلى وتحتوي على مصفوفة أكثر. لا ينفجر كسر التعب فجأة، بل ينتشر ببطء من المصفوفة إلى الواجهة الجماعية والألياف.

لذلك، يمكن للأشخاص اكتشاف تلف المواد المركبة من الألياف الطويلة مسبقًا، واتخاذ التدابير العلاجية المقابلة في الوقت المناسب، مما يؤدي إلى تحسين عمر خدمة المقعد بشكل فعال.

بالإضافة إلى مقاومة التعب، تتمتع المواد المركبة المصنوعة من الألياف الطويلة أيضًا بسلامة مستقرة، إذا كانت الأجزاء المحملة بشكل زائد مصنوعة من هذه المادة، فلن يختفي دور مقعد السيارة على الفور، ولكن أولاً يتم كسر عدد صغير من الألياف. يتم بعد ذلك إعادة توزيع الحمل بسرعة ونقله إلى الألياف غير التالفة، بحيث لا يتم تدمير المكون بالكامل بسبب الحمل الثقيل في وقت قصير.

2) تقليل سعة اهتزاز المقعد
يوجد تخميد كبير بين واجهة مركب الألياف الطويلة والمصفوفة، وله أداء جيد في تخميد الاهتزاز. عندما يتم اختبار نفس الحجم والشكل للمواد المركبة من الألياف الطويلة والمواد المعدنية في نفس الظروف، فإن وقت تحلل المادة الأولى يكون أقصر من زمن تحلل المادة المعدنية. لذلك، فإن مقعد السيارة الذي يستخدم مادة مركبة من الألياف الطويلة يقلل بشكل فعال من تردد الاهتزاز ومدته.

3) تقليل تكاليف المقعد
لا يلزم أي تفاعل كيميائي في معالجة المواد المركبة من الألياف الطويلة: يتم بثق الألياف المقواة مباشرة في اتجاه محدد مسبقًا وترتيبها على المصفوفة في نفس الوقت لتشكيل هيكل رمية والضغط عليه في هيدروليكي عالي السرعة يضعط. لا توفر هذه الطريقة تكلفة شراء المنتجات شبه المصنعة وتقلل من تكلفة التصنيع فحسب، بل تضمن أيضًا طول الألياف وتحسن الخواص الميكانيكية للمكون.

بالإضافة إلى ذلك، يتم دمج المصفوفة مع الألياف، ومن ثم يتم تسخين القالب ومعالجته، ويمكن تصنيعه من أجزاء مركبة من الألياف الطويلة، ويتم تحويل المصفوفة من سائل إلى مادة صلبة أثناء عملية الإنتاج، وبالتالي فإن مقعد السيارة مصنوعة من مواد مركبة من ألياف طويلة ليس من السهل أن تتشقق.

4) تقليل تلف المقعد عند درجة الحرارة المرتفعة
يمكن للمواد المركبة من الألياف الطويلة تحقيق مقاومة درجات الحرارة العالية في ظل الظروف العادية. عندما تكون سبائك الألومنيوم العادية في درجة حرارة عالية، فإن معامل المرونة الخاص بها سوف ينخفض ​​بشكل كبير. ومع ذلك، في ظل نفس الظروف، يمكن أن يظل معامل المرونة وقوة المركب المقوى بمواد ألياف طويلة دون تغيير. نظرًا لأن مركب الألياف الطويلة لديه موصلية حرارية صغيرة، فإن مقاومته لدرجات الحرارة العالية تكون أفضل. إن تطبيق المواد المركبة المصنوعة من الألياف الطويلة على مقاعد السيارة يمكن أن يقلل بشكل فعال من درجة تلف مقاعد السيارة في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة.

5) الحفاظ على ثبات الأداء المختلف للمقعد
خصائص مركبات الألياف الطويلة هي صلابة محددة عالية وقوة محددة عالية، وخصائصها لديها مجموعة واسعة من الاختلاف. وفقًا لمواد الألياف المختلفة، ومحتوى الألياف واتجاه التمدد، يختلف أيضًا مؤشر قوة المنتج المصمم وأداء مثبطات اللهب ومعامل المرونة. عندما يتم تمديد مادة الألياف المركبة الطويلة في اتجاه واحد تحت وضع رمية معين، يمكن أيضًا تمديد المادة بشكل عمودي على اتجاه التمدد، والذي يختلف تمامًا عن المواد شائعة الاستخدام. في عملية تصميم مقاعد السيارة، يجب اختيار المواد التي يسهل تصميمها والتي يمكنها الحفاظ على أداء مستقر. يمكن تصميم المواد المركبة من الألياف الطويلة بمرونة وبأشكال مختلفة مع الحفاظ على ثبات جميع جوانب أدائها.

الخلاصة

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

لذلك، فإن تطوير الوزن الخفيف والراحة والأمان هو اتجاه لا مفر منه في تطوير مقاعد السيارة. تتميز المواد المركبة 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.