1 نظرة عامة

1.1 مقدمة

LFT-D هي اختصار للألياف الطويلة المعززة بالحرارة في المعالجة المباشرة.


1.2 خصائص العملية

بالمقارنة مع GMT و LDT-G ، اللذان يعتمدان على الألواح أو الحبيبات شبه المصنعة ، تستخدم تقنية LDT-D مباشرة مادة البوليمر الرئيسية والألياف الزجاجية للإنتاج اليومي ، مما يلغي العملية الوسيطة لصنع الألواح أو التحبيب ، ويقلل من التكلفة و يجعل اختيار المواد الخام أكثر ملاءمة وعملية.

يمكن تعديل حبيبات البوليمر وتحويلها بسرعة وفقًا لطلب المنتج وحدثت ظروف معاكسة في الإنتاج. يمكن تغيير الألياف المستخدمة في التعزيز وفقًا للخصائص الميكانيكية. بالنسبة لبعض الخصائص الفيزيائية الخاصة وبعض الخصائص الخاصة المقترحة من قبل الشركة المصنعة للسيارة ، مثل الثبات الحراري ، ومثبطات اللهب ، والشيخوخة الحرارية ، والتلوين ، ومقاومة امتصاص الماء ، وما إلى ذلك. يمكن تحسين أداء المنتج النهائي عن طريق إضافة إضافات تعديل أخرى مباشرة على خط. تعتبر عملية تصنيع LFT-D فريدة من نوعها في تركيبتها المادية ويمكن تكييفها مع متطلبات الأداء للغالبية العظمى من المكونات.


1.3 العملية التكنولوجية

تتضمن عملية LFT-D النموذجية توصيل كريات البوليمر والمواد المضافة إلى وحدة القياس والتغذية ، والتي تمت برمجتها مبدئيًا لضمان تغذية النسب المصممة. تدخل المادة المقاسة نسبيًا إلى آلة البثق ثنائية اللولب من أجل اللدائن والخلط ، ويمر البوليمر المنصهر عبر قالب رقيق لتشكيل فيلم بوليمر مشابه لشلال ، مباشرة في فتحة الطارد ثنائي اللولب. يتم إدخال الألياف الزجاجية إلى الجزء العلوي من فيلم البوليمر من خلال الإطار الطولي المصمم خصيصًا ، بعد إجراءات التسخين المسبق والتشتت ، وما إلى ذلك ، ويتم دمج الفيلم في الطارد ثنائي اللولب من المرحلة الثانية ، حيث يتم تشريب الألياف الزجاجية ، قطع وخلط لتشكيل كتلة مادة مستمرة ، التي يتم قطعها بواسطة أداة القطع في الجزء الأمامي من الطارد البلاستيكي المختلط من الألياف الزجاجية المزدوجة اللولب إلى كتلة مواد تتماشى مع منطقة القولبة للمنتج. ينقلها الحزام الناقل إلى الموقع المناسب ، ثم يرسلها إلى القالب من أجل صب درجات الحرارة المنخفضة. تستغرق العملية بأكملها بشكل عام 30 إلى 50 ثانية ، والتي تتمتع بميزة تكلفة معالجة رائعة مقارنة بنوع GMT.


2. ميزات ومزايا LFT-D

2.1 ميزات الأداء

(1) وزن خفيف وقوة عالية. كثافة LFT حوالي 1.1 جرام / سم ، فقط 1/5 ~ 1/7 من الفولاذ ، قوة الشد 50 ~ 120 ميجا باسكال ، قوة الانحناء 90 ~ 120 ميجا باسكال ؛

(2) الأداء الحراري.

تتراوح درجة حرارة الاستخدام العام للبلاستيك من 50 إلى 100 درجة مئوية ، ويمكن زيادة استخدام الألياف الزجاجية المقواة إلى أكثر من 100 درجة مئوية ،

ويمكن استخدام بعض LFT الخاصة في درجات حرارة أعلى من 200 درجة مئوية ؛ معامل انتفاخ الخط أقل بنسبة 25٪ إلى 50٪ من البلاستيك غير المقوى ، الموصلية الحرارية 0.3 إلى 0.36 واط / (م • كلفن) ، والمواد المركبة بالحرارة متشابهة جدًا.

(3) مقاومة التآكل الكيميائي. يتم تحديد هذه الخاصية بشكل أساسي من خلال خصائص مواد الركيزة. هناك أنواع عديدة من راتنجات اللدائن الحرارية ، ولكل منها خصائصها المضادة للتآكل. لذلك ، يمكن تحسين راتنجات الركيزة وفقًا لبيئة LFT والظروف المتوسطة.

(4) خصائص عازلة جيدة. لا يعكس LFT موجات الراديو ولديه أداء جيد من خلال الموجات الدقيقة. يمكن أن تؤدي إضافة مادة موصلة إلى LFT إلى تحسين الموصلية وتمنع الكهرباء الساكنة.

باعتبارها تقنية جديدة تتنافس مع GMT في نفس الوقت ، يمكن مقارنة منتجات LFT-D بأداء التطبيق الممتاز الذي قدمته GMT إلى حد كبير.

الميزة الرئيسية لمنتجات GMT هي مقاومتها الممتازة للتأثير ، في حين أن ميزة منتجات LDT-D هي أنها تتمتع بمتانة جيدة ويمكنها تلبية طلب السوق الفعلي بتكلفة أقل.

لقد ثبت أن الخواص الميكانيكية لمنتجات LFT ، وخاصة قوة تأثير شعاع الكابول ، يمكن تحسينها بشكل كبير عن طريق إضافة النسيج المنسوج المقوى بشكل صحيح إلى مادة البوليمر الرئيسية.



2.2 المزايا الاقتصادية

(1) يقلل أسلوب الإنتاج المباشر عبر الإنترنت للمواد الخام من تكلفة المنتجات بشكل كبير ويتجنب الشراء المرتفع وتكاليف الخدمات اللوجستية والتخزين ذات الصلة للمنتجات شبه النهائية ؛

(2) نظرًا لأن المواد الخام المطلوبة للإنتاج يتم شراؤها مباشرة ، فإن التغيير السريع للمواد الخام يمكن أن يعوض مشاكل الدورة الطويلة وتكلفة الإدارة العالية الناتجة عن شراء المواد الخام نصف المصنعة ، ويقلل بشكل غير مباشر من تكلفة الإنتاج ؛

(3) استهلاك المواد الخام في عملية المعالجة أقل من استهلاك البدء ، مما يحل مشكلة فقد المواد الخام في المرحلة الأولى من الضغط ؛

(4) يتم استخدام درجة الحرارة المتبقية للمواد الملدنة للتشكيل الفوري ، مما يلغي فقد الطاقة الناتج عن التسخين الثانوي للألواح شبه المصنعة. يتم التحكم في عملية الإنتاج بالكامل بواسطة البرنامج ، ويتم تشغيل خط الإنتاج تلقائيًا ، مما يقلل بشكل كبير من إجمالي استهلاك الطاقة ؛

(5) مادة LFT البلاستيكية الحرارية عبارة عن بلاستيك قابل لإعادة التدوير ، يمكن لخط إنتاج LFT معالجة المواد المعاد تدويرها عبر الإنترنت ، وحماية البيئة ، ولكنه يجلب أيضًا فوائد اقتصادية ممتازة (6) تقليل

عدد كبير من العمليات اليدوية ، وانخفضت تكاليف العمالة بشكل كبير.



2.3 المزايا الفنية

(1) يعد تعديل الصيغة أكثر مرونة وتنوعًا. فقط من خلال إجراء تعديلات مقابلة على معدات خط إنتاج LDT-D ، يمكن استخدام حبيبات بوليمر مختلفة مثل PP و PA6 و PET و ABS و PC. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تعديل نسبة المواد الخام بسرعة في الموقع للمتطلبات الخاصة للمنتجات المختلفة ؛

(2) كمكون مهم لضمان الخواص الميكانيكية للمواد المركبة ، فإن تقنية التشكيل المستمر القابلة للتعديل ستحسن أداء المنتجات إلى حد كبير ؛

(3) يحتفظ المنتج النهائي بطول ألياف زجاجية يزيد عن 20 مم ، مما يحل مشكلة القوة الميكانيكية المنخفضة الناتجة عن طول الألياف الزجاجية القصير جدًا في الإنتاج السريع الضخم (4) عملية خلط ممتازة ، يمكن أن تضمن أن الألياف الزجاجية

والبلاستيك مختلطة تمامًا ، حتى في الضلع يمكن أن تضمن توزيعًا موحدًا للألياف ؛

(4) عملية خلط ممتازة ، يمكن أن تضمن أن الألياف الزجاجية والبلاستيك مختلطة تمامًا ، حتى في الضلع يمكن أن تضمن توزيعًا موحدًا للألياف ؛

(5) سيولة فائقة ، تحسن بشكل كبير من جودة سطح المنتجات ؛

(6) الدرجة العالية من التشغيل الآلي لمعدات LFT-D تضمن جودة واستقرار المنتجات.



3 مجالات التطبيق

3.1 نطاق التطبيق

في الوقت الحاضر ، لا يزال مجال التطبيق الرئيسي لتكنولوجيا إنتاج LFT-D هو تصنيع السيارات.

في عملية الوزن الخفيف للسيارة ، تحت فرضية ضمان سلامة السيارة ، يمكن زيادة كفاءة الوقود التقليدية بنسبة 6٪ ~ 8٪ لكل 10٪ تخفيض في وزن السيارة. أصبح استبدال المواد المعدنية بمواد مركبة هو الاتجاه السائد للتنمية الصناعية. باعتبارها تقنية الوزن الخفيف الرائدة في صناعة السيارات ، تم تطبيق مركب البلاستيك الحراري LFT-D في العديد من مصانع السيارات المعروفة. حاليًا ، تشتمل الأجزاء ذات وضع التصنيع الأكثر نضجًا على وحدة الواجهة الأمامية ، وقوس المصد ، والهيكل العظمي للوحة العدادات ، والهيكل العظمي للمقعد ، ولوحة الحماية السفلية ، وقوس الكسوة الداخلية ، وغطاء العجلة ، وصينية البطارية ، وغطاء صندوق المرافق ، وباب هاتشباك الخلفي ، وصندوق الإطارات الاحتياطية ، إلخ



. 3.2 مثال على التطبيق:

يستخدم خط الإنتاج الذكي LFT-D طويل الألياف المقوى بالألياف الحرارية بشكل أساسي لإنتاج: وحدة الواجهة الأمامية ، شعاع الوفير ، هيكل لوحة العدادات ، قوس البطارية ، حجرة الإطارات ، إطار المقعد ، الدواسة واللوحة السفلية الكاملة ، غطاء المحرك ،

الأمتعة الرف ، المشيمة الاحتياطية ، الحاجز ، شفرة Fengkang ،

اللوحة السفلية للمحرك ، إطار بطانة سقف السيارة ، منتجات التعبئة والتغليف ، المنصات ، الأجزاء العسكرية ، المعدات الرياضية ، الأجهزة الإلكترونية وأجزاء أخرى.


3.2.1 لوحة الحماية السفلية / لوحة العاكس السفلي

في المرحلة المبكرة ، تم ربط لوحة الحماية السفلية بجسم السيارة الأبيض لحماية المكونات المهمة. في وقت لاحق ، بسبب أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات ، صاغت ألمانيا قانونًا صارمًا للغاية لحماية ضوضاء المركبات ، مما جعله يتطور إلى لوحة كبيرة تغطي الهيكل بالكامل. مع تطور لوحة الحماية السفلية ، أصبح شكلها أكثر تعقيدًا من اللوح المسطح البسيط ، وبدأت وظائفها في الجمع بين امتصاص الصوت والعزل الحراري ومقاومة التآكل والصلابة العالية وقوة التأثير العالية وخصائص أخرى. تطورت المواد من الفولاذ والألمنيوم إلى GMT. حتى أواخر التسعينيات ، تم إنتاج تقنية الخلط المباشر عبر الإنترنت LFT-D بتكلفة أقل وطرق صب أكثر مرونة. بدأت بعض الشركات المصنعة في استخدام LWRT خفيف الوزن وعالي القوة مع ألياف ممتدة للغاية ، والتي تتميز بصلابة أقل من GMT التقليدية ولكن صلابة محددة أعلى وأداء ممتاز لامتصاص الصوت. لقد كان تصنيع وتطبيق لوحة الحماية السفلية للسيارات ناضجًا نسبيًا ، ويتم استخدامها في المركبات الكهربائية Volkswagen Tiguan و SAIC Roewe 350 و 550 و 750 و SAIC E50.



3.2.2 الوحدة النمطية للواجهة الأمامية

في الوحدات النمطية للواجهة الأمامية للسيارات التقليدية ، يتم إرسال أجزاء الصفائح المعدنية إلى مصنع السيارة بواسطة العشرات من موردي الأجزاء ، ثم يتم تنفيذ التجميع النهائي. نظرًا للوحدات الأمامية الثقيلة ، فإن كفاءة التجميع ووتيرة الإنتاج لخط التجميع النهائي مطلوبة للغاية. نموذج التوريد الجديد هو استخدام تقنية LFT ونموذج الإنتاج المعياري للمكونات مثل الإضاءة والتبريد وامتصاص الصدمات ، والتي يتم تجميعها مسبقًا لتشكيل وحدات الواجهة الأمامية ثم إرسالها إلى Oems.



3.2.3 إطار المقعد

من خلال محاكاة وتحسين تخطيط نموذج الهيكل العظمي للمقعد المعدني في برنامج التحليل الاحترافي ، يمكن تخصيص شكل الأجزاء للإنتاج في عملية LDT-D. يمكن إجراء التعزيزات المحلية عن طريق إضافة إدخالات إلى التجميع لحماية قدرة الركوب لمنع الاختلال في حالة حدوث تصادم وتحسين قدرة الليونة والتشوه في LFT والتعزيز المحلي غير المنقطع أثناء الاصطدام. يمكن أن تحل LFT محل تخفيض وزن الفولاذ بأكثر من 40٪ ، ويمكن أن تحقق درجة عالية من الوظائف المتكاملة ، لتحقيق التكامل الوظيفي. هيكل مقعد Great Wall Automobile Haver H5 مصنوع من تقنية LFT-D.



4. حالة السوق وآفاق التنمية

4.1 التنمية المحلية والدولية

في الوقت الحالي ، في أوروبا ، نظرًا لارتفاع تكاليف العمالة ومعايير حماية البيئة مقارنة بالمناطق الأخرى مثل الولايات المتحدة وآسيا ، ومصنعي قطع غيار السيارات المركزة نسبيًا مع إنتاج كبير لمنتج واحد ، فمن المرجح أن يستخدم موردو قطع غيار السيارات المركبة تقنية إنتاج LDT-D ، بينما في مناطق أخرى مثل الولايات المتحدة ، من المرجح أن تستخدم تقنية إنتاج حبيبات LDT-G. بشكل أساسي بسبب نظام شراء الأجزاء ، فإن الشركات المصنعة موجودة في كل مكان ، ويكون ناتج منتج واحد صغيرًا ، والغرض مبعثر نسبيًا ، لذلك من الأنسب استخدام تقنية إنتاج LFT-G.

في العامين الماضيين ، تم تشغيل أكثر من 30 خط إنتاج LDT-D في الأسواق الأوروبية والأمريكية. ستقدم اليابان وكوريا الجنوبية أيضًا معدات LDT-D في السنوات القليلة القادمة. سيقلل وضع الإنتاج السريع والفعال من تكلفة مصنعي قطع غيار السيارات بشكل كبير.

بدأ البحث عن مواد LFT وتطويرها في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات ، وهو نفس الوقت تقريبًا الذي حدث في أوروبا وأمريكا. في الوقت الحاضر ، شكلت بعض الشركات في البداية منتجات LFT مع حقوق الملكية الفكرية المستقلة ، ولديها قدرة إنتاج معينة.




4.2 الفرص التي يوفرها الإنتاج المعياري لقطع غيار السيارات

يشير ما يسمى بالإنتاج المعياري لأجزاء السيارات إلى جزء أو مكون كمركز ، والأجزاء المحيطة معًا ، من خلال معالجة التشكيل ، والتي يمكن أن تقلل الكثير من تكاليف التصنيع وأدوات فحص القوالب.

تُظهر الأبحاث التي أجرتها شركة Ford أن استخدام المنتجات المركبة في صناعة السيارات يمكن أن يقلل من عدد الأجزاء إلى 80 إلى 90 في المائة من الأصل ، وستنخفض تكلفة التصنيع بنسبة 60 في المائة مقارنة بالمواد المعدنية ، وستكون تكلفة الربط كذلك. بنسبة 25 إلى 40 في المائة مقارنة باللحام.

تعمل BASF على فكرة جديدة لدمج خزان تخزين زيت السيارة والفلتر الدائم ومضخة الزيت في الجزء السفلي من السيارة. وحدة مصنوعة من 35٪ من الألياف الزجاجية المقواة PA66. مجموعة ناقل الحركة في سلسلة BMW مصنوعة من الألياف الزجاجية المقواة بنسبة 35٪ PA66 التي تنتجها شركة Bayer. فهو لا يوفر المساحة الثمينة في جسم المحرك فحسب ، بل يقلل أيضًا من عملية التشكيل.

تصنع شركة TecAir ، من إلينوي ، مروحة تبريد للمحرك يبلغ طولها خمسة أرطال و 22 بوصة من النايلون عالي التدفق ، والتي تجمع بين عجلة المروحة ومكونات السحب الأخرى وهي مستخدمة بالفعل في طراز GM.

تستخدم مرسيدس بنز اللدائن الحرارية المقواة بالألياف الزجاجية بدلاً من الألومنيوم لصنع أغطية صخرية على ثلاثة طرازات من الشاحنات الخفيفة ، Atego و Vario و Unimog. الغطاء مصنوع من راتينج النايلون Zyte170G35HSLRA4 من دوبونت أوتوموتيف المقوى بألياف زجاجية بنسبة 35٪. إنه يدمج فاصل الزيت والغطاء لتقليل ضوضاء المحرك بشكل كبير.

كقوة جديدة في مجال المواد المركبة ، تتمتع تقنية LFT-D بمزايا قابلية التصميم والكفاءة العالية والتكلفة المنخفضة والاختيار الواسع للمواد ، والتي تلبي بشكل كبير احتياجات الإنتاج المعياري في عملية تصنيع السيارات ، وستصبح قوة جديدة لا يمكن تجاهلها في صناعة السيارات.



4.3 توقعات السوق

على مدى العقود الماضية ، تطورت LFT D إلى وضع إنتاج مع التكنولوجيا الرائدة. في مجال السيارات المحلي ، تحركت LFT ببطء نحو المنتجات ذات الهيكل المعقد والوظائف الخاصة. إلى جانب ذلك ، بدأت LFT أيضًا في استبدال بعض العمليات التقليدية في العديد من المجالات خارج تصنيع السيارات ، وقد أحرز تطوير السوق تقدمًا أوليًا.

في عام 2010 ، مثلت 9 ٪ من إجمالي استهلاك LFT ، بعد أوروبا وأمريكا الشمالية واليابان. لكن بحلول عام 2011 ، تجاوزت اليابان ، التي تمثل 11٪ من الاستهلاك الحالي ، وفقًا لتاونسند. مع نمو مادة LFT بمعدل سنوي يبلغ 12٪ بين عامي 2006 و 2011 ، أي ما لا يقل عن ثلاثة أضعاف معدل نمو الناتج المحلي الإجمالي ، فإن تقنية التشكيل المباشر بالبلاستيك الحراري المقوى بالألياف الطويلة تقدم فرصة جذابة للغاية في كل من قطاعي السيارات وغير السيارات.

تتطور تقنية LFT-D تدريجياً باتجاه الأداء العالي والتكلفة المنخفضة والوحدة النمطية وخفة الوزن والتوحيد القياسي ، وستلعب دورًا أكبر في توفير الطاقة وتقليل الانبعاثات وصناعة السيارات الصديقة للبيئة.