حالة تطبيق واتجاه تطوير مواد الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك/المواد المركبة في صناعة السيارات

باعتبارها مادة خفيفة الوزن مهمة لـالسياراتاستبدال الفولاذ بالبلاستيك،مواد مركبة من الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيكترتبط هذه العوامل ارتباطًا وثيقًا بتوفير الطاقة في السيارات، وحماية البيئة، والسلامة. ويُعدّ استخدام البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية/المواد المركبة في تصنيع هياكل السيارات وأجزائها الأخرى ذات الصلة من أكثر الطرق فعالية لجعل السيارات خفيفة الوزن.

منذ أن تم تصنيع أول سيارة في العالم مصنوعة من الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك (FRP)، وهي سيارة جنرال موتورز كورفيت، بنجاح عام 1953، أصبحت المواد المركبة من الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك قوةً جديدةً في صناعة السيارات. وتقتصر عملية التشكيل اليدوي التقليدية على إنتاج السيارات ذات المحركات الصغيرة، ولا تستطيع تلبية احتياجات التطور المستمر في صناعة السيارات.

بدأ ذلك في سبعينيات القرن العشرين، نتيجة للتطور الناجح لـمواد SMCوبفضل تطبيق تقنية التشكيل الآلي وتقنية الطلاء داخل القالب، بلغ معدل النمو السنوي لمواد الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك/المواد المركبة في تطبيقات السيارات 25%، لتصبح بذلك الأولى في تطوير منتجات الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك للسيارات. فترة من التطور السريع؛

بحلول أوائل التسعينيات من القرن العشرين، ومع تزايد الطلب على حماية البيئة، وخفة الوزن، وتوفير الطاقة، أصبحت المواد المركبة الحرارية البلاستيكية تمثلهاGMT (مادة مركبة حرارية بلاستيكية مقواة بألياف زجاجية) و LFT (مادة مركبة حرارية بلاستيكية مقواة بألياف طويلة)تم الحصول عليها. وقد تطورت بسرعة، وتُستخدم بشكل رئيسي في تصنيع الأجزاء الهيكلية للسيارات، بمعدل نمو سنوي يتراوح بين 10 و15%، مما أدى إلى بدء مرحلة ثانية من التطور السريع. وباعتبارها في طليعة المواد الجديدة، تحل المواد المركبة تدريجياً محل المنتجات المعدنية والمواد التقليدية الأخرى في قطع غيار السيارات، وقد حققت نتائج أكثر اقتصادية وأماناً.

تنقسم قطع غيار السيارات المصنوعة من الألياف الزجاجية المقواة بالبلاستيك/المواد المركبة بشكل أساسي إلى ثلاث فئات:أجزاء الجسم، والأجزاء الهيكلية، والأجزاء الوظيفية.

1. أجزاء الجسم:يشمل ذلك هياكل السيارات، والأسقف الصلبة، وفتحات السقف، والأبواب، وشبكات المبرد، وعاكسات المصابيح الأمامية، والمصدات الأمامية والخلفية، وغيرها، بالإضافة إلى الأجزاء الداخلية. هذا هو الاتجاه الرئيسي لتطبيق مواد البوليمر المقوى بالألياف الزجاجية/المواد المركبة في صناعة السيارات، وذلك لتلبية متطلبات التصميم الانسيابي والمظهر عالي الجودة. في الوقت الحالي، لا تزال إمكانات التطوير والتطبيق هائلة. وتُستخدم بشكل أساسي مواد بلاستيكية حرارية مُقواة بالألياف الزجاجية. تشمل عمليات التشكيل النموذجية: SMC/BMC، وRTM، والتشكيل اليدوي/الرش.

2. الأجزاء الهيكلية:يشمل ذلك دعامات الواجهة الأمامية، وإطارات المصدات، وإطارات المقاعد، والأرضيات، وغيرها. والهدف هو تحسين حرية التصميم، وتعدد الاستخدامات، وسلامة الأجزاء. وتُستخدم بشكل أساسي مواد عالية القوة مثل SMC وGMT وLFT وغيرها.

3.الأجزاء الوظيفية:تتميز هذه المادة بمقاومتها العالية للحرارة والتآكل الناتج عن الزيوت، وخاصةً في المحرك وأجزائه المحيطة، مثل: غطاء صمامات المحرك، مشعب السحب، حوض الزيت، غطاء فلتر الهواء، غطاء حجرة التروس، حاجز الهواء، لوحة حماية أنبوب السحب، شفرة المروحة، حلقة توجيه هواء المروحة، غطاء السخان، أجزاء خزان الماء، غلاف المخرج، توربين مضخة الماء، لوحة عزل صوت المحرك، وغيرها. وتشمل المواد الرئيسية المستخدمة في تصنيعها: SMC/BMC، RTM، GMT، والنايلون المقوى بالألياف الزجاجية.

4. أجزاء أخرى ذات صلة:مثل أسطوانات الغاز الطبيعي المضغوط، وقطع غيار السيارات والمركبات الترفيهية الصحية، وقطع غيار الدراجات النارية، وألواح الطرق السريعة المضادة للوهج وأعمدة منع التصادم، وأرصفة عزل الطرق السريعة، وخزائن فحص البضائع على أسطح السيارات، وما إلى ذلك.