ऑटोमोटिव लाइटवेटिंग में एलएफटी थर्मोप्लास्टिक कम्पोजिट मटेरियल मोल्ड्स का अनुप्रयोग

वैश्विक पर्यावरण नियमों के सख्त होने और नई ऊर्जा वाहनों की श्रृंखला की बढ़ती मांग के साथ, ऑटोमोटिव लाइटवेटिंग औद्योगिक उन्नयन के लिए एक मुख्य दिशा बन गई है। लंबे फाइबर प्रबलित थर्मोप्लास्टिक कंपोजिट (एलएफटी) कम घनत्व, उच्च विशिष्ट शक्ति और पुनर्चक्रण क्षमता के अपने फायदे के कारण हल्के वजन के लिए एक मुख्य सामग्री बन गए हैं। एक प्रमुख निर्माण उपकरण के रूप में, एलएफटी थर्मोप्लास्टिक मिश्रित मोल्ड सीधे घटकों की सटीकता, प्रदर्शन और लागत निर्धारित करते हैं, और हल्के वजन के कार्यान्वयन के लिए महत्वपूर्ण हैं। यह लेख, एलएफटी सामग्रियों की विशेषताओं और ऑटोमोटिव उत्पादन की मांगों के संयोजन में, उनके सांचों के अनुप्रयोग बिंदुओं, मुख्य परिदृश्यों और विकास के रुझानों की पड़ताल करता है।

 

I. एलएफटी थर्मोप्लास्टिक कंपोजिट और मोल्ड्स की मुख्य विशेषताओं की अनुकूलता

एलएफटी सामग्रियां 6 - 25 मिमी मजबूत फाइबर (ग्लास फाइबर, कार्बन फाइबर, आदि) और थर्मोप्लास्टिक रेजिन (पीपी, पीए, आदि) से बनी होती हैं, जो रेजिन की आसान प्रक्रिया के साथ फाइबर की उच्च शक्ति का संयोजन करती हैं। उनका घनत्व स्टील का केवल 1/4 से 1/3 है, और उनकी विशिष्ट ताकत सामान्य छोटे फाइबर प्लास्टिक भागों की तुलना में 30% से 50% अधिक है। समतुल्य ताकत के तहत, वे 15% से 25% तक वजन कम कर सकते हैं, और वे "ताकत कम किए बिना वजन कम करने" की मांग को पूरा करते हुए, प्रभाव-प्रतिरोधी और आयामी रूप से स्थिर भी हैं।

एलएफटी मोल्ड ज्यादातर उच्च शक्ति वाले स्टील से बने होते हैं और सटीक कूलिंग और हॉट रनर सिस्टम से लैस होते हैं, जो मोल्डिंग मापदंडों को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकते हैं, फाइबर की अखंडता को संरक्षित कर सकते हैं और तेजी से बड़े पैमाने पर उत्पादन की मांगों को पूरा कर सकते हैं। पारंपरिक धातु सांचों की तुलना में, एलएफटी सांचों में छोटे मोल्डिंग चक्र, उच्च लचीलापन, कम टूट-फूट होती है, और इसे ऑटोमोटिव भागों के जटिल विन्यास में फिट करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है, जो हल्के अनुप्रयोगों के साथ एलएफटी सामग्रियों को जोड़ने वाले मुख्य पुल के रूप में कार्य करता है।

 

 

द्वितीय. ऑटोमोटिव लाइटवेटिंग में एलएफटी थर्मोप्लास्टिक कम्पोजिट मोल्ड्स के मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य

एलएफटी मोल्ड्स का मुख्य अनुप्रयोग तर्क "स्टील के बजाय प्लास्टिक" है, जो बॉडी संरचनाओं, चेसिस, इंटीरियर और नई ऊर्जा वाहनों के मुख्य घटकों पर केंद्रित है। अनुकूलित मोल्डिंग के माध्यम से, वजन में कमी और प्रदर्शन में सुधार हासिल किया जा सकता है। विशिष्ट परिदृश्य इस प्रकार हैं:

 

1. ऑटोमोटिव बॉडी संरचनात्मक भाग

शरीर के संरचनात्मक हिस्से लाइटवेटिंग के मूल हैं। एलएफटी मोल्ड फाइबर के वितरण को सटीक रूप से नियंत्रित करके विभिन्न संरचनात्मक भागों को प्रतिस्थापित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, सामने के अनुदैर्ध्य बीम और सिल बीम, स्टील भागों की तुलना में, वजन को 30% से 40% तक कम कर सकते हैं और प्रभाव प्रतिरोध को 20% से अधिक बढ़ा सकते हैं, और वेल्डिंग प्रक्रियाओं को कम करने के लिए एकीकृत रूप से ढाला जा सकता है। बीएमडब्ल्यू आई सीरीज़ के कुछ बॉडी स्ट्रक्चरल हिस्से एलएफटी मोल्ड्स द्वारा बनाए गए हैं, जो वजन में कमी और कठोरता सुनिश्चित करते हैं।

एलएफटी मोल्ड्स द्वारा बनाए जाने के बाद दरवाजे के आंतरिक पैनल और इंजन हुड जैसे कवरिंग भागों में वजन काफी कम हो जाता है और उत्कृष्ट ध्वनि इन्सुलेशन और गर्मी इन्सुलेशन गुण होते हैं, और जटिल घुमावदार सतह डिजाइनों के लिए उपयुक्त होते हैं। उनमें से, दरवाजे का आंतरिक पैनल स्टील भागों की तुलना में 28% से अधिक वजन कम कर सकता है, जिससे ड्राइविंग और सवारी अनुभव में सुधार होता है।

 

2. ऑटोमोटिव चेसिस घटक

चेसिस घटकों की ताकत और पहनने के प्रतिरोध के लिए अत्यधिक आवश्यकताएं होती हैं। एलएफटी मोल्ड का उपयोग चेसिस गार्ड, सस्पेंशन ब्रैकेट, बैटरी पैक ब्रैकेट इत्यादि के उत्पादन में किया जा सकता है। चेसिस गार्ड स्टील भागों की तुलना में 55% तक वजन कम कर सकते हैं और बेहतर संक्षारण प्रतिरोध कर सकते हैं; सस्पेंशन ब्रैकेट के एकीकरण से भागों की संख्या कम हो सकती है और स्थिरता में सुधार हो सकता है।

नए ऊर्जा वाहन बैटरी पैक ब्रैकेट, मुख्य सुरक्षा घटकों के रूप में, एलएफटी मोल्ड बनाने के माध्यम से हल्के और उच्च शक्ति के बीच संतुलन प्राप्त कर सकते हैं, स्टील भागों की तुलना में वजन को 30% से अधिक कम कर सकते हैं, और इन्सुलेशन और प्रभाव प्रतिरोध प्रदान कर सकते हैं। कुछ मॉडल सुरक्षा की गारंटी के लिए तापमान और दबाव को विनियमित करके फाइबर और रेजिन के पूर्ण संसेचन को सुनिश्चित करने के लिए LFT{2}}D इन{3}लाइन संपीड़न मोल्डिंग मोल्ड को अपनाते हैं।

 

3. ऑटोमोटिव आंतरिक घटक

आंतरिक घटक असंख्य हैं और कुल वजन का उच्च अनुपात रखते हैं। एलएफटी मोल्ड मोल्ड कैविटी और सतह के उपचार को अनुकूलित करके डैशबोर्ड फ्रेम, सीट फ्रेम आदि का हल्का उत्पादन प्राप्त कर सकते हैं। पारंपरिक प्लास्टिक भागों की तुलना में डैशबोर्ड फ्रेम का वजन 15% से 20% तक कम किया जा सकता है, कठोरता में वृद्धि के साथ, और असेंबली को कम करने के लिए एकीकृत रूप से बनाया जा सकता है; वजन घटाने और सुरक्षा का समर्थन करने के लिए सीट फ्रेम एलएफटी और सीएफआरटीपी प्रक्रियाओं को जोड़ते हैं।

इसके अलावा, एलएफटी मोल्ड से बने आंतरिक भाग पुनर्चक्रण योग्य होते हैं, और स्क्रैप का पुन: उपयोग किया जा सकता है, जिससे लागत कम होती है और हरित विकास प्रवृत्ति के अनुरूप होता है।

 

4. नई ऊर्जा वाहनों के लिए विशेष घटक

नई ऊर्जा वाहनों को हल्के वजन की अधिक तत्काल आवश्यकता है। एलएफटी मोल्ड बैटरी पैक शेल, मोटर शेल आदि के लिए अनुकूलित समाधान विकसित करते हैं। एलएफटी मोल्ड के साथ माइक्रोसेल्यूलर फोमिंग तकनीक के संयोजन से निर्मित बैटरी पैक शेल का वजन 22% तक कम किया जा सकता है और प्रभाव शक्ति में 25% की वृद्धि हो सकती है; इन्सुलेशन संरचनाओं को सरल बनाने और जटिलता को कम करने के लिए मोटर शेल मिश्रित सामग्री के इन्सुलेशन गुणों का लाभ उठा सकते हैं।

 

 

तृतीय. ऑटोमोटिव लाइटवेटिंग अनुप्रयोगों में एलएफटी थर्मोप्लास्टिक मिश्रित सामग्री मोल्ड के मुख्य लाभ

 

1. प्रदर्शन और पर्यावरण मित्रता को बनाए रखते हुए अत्यधिक वजन घटाने की सुविधा प्रदान करना

 

एलएफटी मोल्ड सामग्री के हल्के वजन के फायदे का पूरी तरह से लाभ उठा सकते हैं, फाइबर अखंडता को बनाए रख सकते हैं, "ताकत में कमी के बिना वजन में कमी" प्राप्त कर सकते हैं, और एलएफटी सामग्री और मोल्ड बनाने वाले स्क्रैप को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है, जो ऑटोमोटिव उद्योग के हरित और टिकाऊ विकास की प्रवृत्ति के अनुरूप है और यूरोपीय ईएलवी कानून की आवश्यकताओं को पूरा करता है।

 

2. उत्पादन दक्षता में सुधार और विनिर्माण लागत को कम करना

एलएफटी मोल्डों को वेल्डिंग और असेंबली प्रक्रियाओं को कम करने के लिए एकीकृत रूप से बनाया जा सकता है, छोटे मोल्डिंग चक्रों के साथ (एलएफटी - डी मोल्ड केवल 30-60 सेकंड लगते हैं), जो बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त हैं। उनमें कम नुकसान होता है, रखरखाव आसान होता है, और एलएफटी सामग्रियों की लागत कार्बन फाइबर सामग्रियों की तुलना में कम होती है, जिससे भागों की कुल लागत काफी कम हो जाती है।

 

3. मजबूत अनुकूलनशीलता और अनुकूलित मांगों को पूरा करना

एलएफटी मोल्ड्स को घटकों की संरचना और प्रदर्शन के आधार पर कस्टम रूप से डिज़ाइन किया जा सकता है, जो शरीर और चेसिस जैसे विभिन्न भागों की आवश्यकताओं के अनुकूल होते हैं। वे जटिल घुमावदार सतह आवरण और उच्च {{2}शक्ति भार {{3}वहन करने वाले हिस्से बना सकते हैं, और विभिन्न प्रकार की एलएफटी सामग्रियों के लिए अनुकूलित किए जा सकते हैं, फाइबर सामग्री और राल सूत्रों को लचीले ढंग से समायोजित कर सकते हैं।

 

4. सहक्रियात्मक अनुकूलन, हल्के वजन वाली प्रौद्योगिकी के उन्नयन को बढ़ावा देना

मोल्डिंग सटीकता और स्थिरता में सुधार के लिए सीएडी/सीएएम और बुद्धिमान सेंसिंग प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके एलएफटी मोल्ड, सामग्री और बनाने की प्रक्रियाएं एक साथ काम करती हैं; पूरक समाधान बनाने, संरचनात्मक प्रदर्शन और मोल्डिंग दक्षता को संतुलित करने, हल्के वजन वाली प्रौद्योगिकी के उन्नयन को बढ़ावा देने के लिए सीएफआरटीपी सामग्रियों के साथ संयुक्त।

 

चतुर्थ. ऑटोमोटिव लाइटवेटिंग में एलएफटी थर्मोप्लास्टिक मिश्रित सामग्री मोल्ड के अनुप्रयोग में समस्याएं और समाधान

1. मौजूदा मुख्य समस्याएं

वर्तमान में, एलएफटी मोल्ड के अनुप्रयोग में चार प्रमुख बाधाएं हैं: पहला, चीन में अपर्याप्त मोल्ड परिशुद्धता, असमान तापमान और दबाव नियंत्रण के कारण अस्थिर उत्पाद प्रदर्शन; दूसरा, आयातित उच्च प्रदर्शन वाली मोल्ड सामग्री पर निर्भरता, विनिर्माण लागत में वृद्धि; तीसरा, जटिल आकार के घटकों को बनाने में कठिनाई, दोषों की संभावना; चौथा, सांचों और निर्माण प्रक्रियाओं का अपर्याप्त सहयोगात्मक अनुकूलन, हल्के प्रभाव और दक्षता को प्रभावित करता है।

 

2. समाधान पथ

उपरोक्त समस्याओं के समाधान के लिए, चार पहलुओं में प्रगति करने की आवश्यकता है: पहला, मोल्ड संरचना और शीतलन प्रणालियों को अनुकूलित करने के लिए उन्नत डिजाइन और विनिर्माण प्रौद्योगिकियों का विकास करना; दूसरा, आयात को प्रतिस्थापित करने और लागत को कम करने के लिए उच्च प्रदर्शन वाली मोल्ड सामग्री के अनुसंधान और विकास को बढ़ाना; तीसरा, जटिल घटक निर्माण की गुणवत्ता में सुधार के लिए सांचों, सामग्रियों और प्रक्रियाओं के लिए मिलान मॉडल स्थापित करना; चौथा, अनुकूलित समाधान विकसित करने और प्रौद्योगिकी कार्यान्वयन में तेजी लाने के लिए उद्योग जगत {{1}विश्वविद्यालय{{2}अनुसंधान सहयोग को मजबूत करना।

 

V. ऑटोमोटिव लाइटवेटिंग में एलएफटी थर्मोप्लास्टिक मिश्रित सामग्री मोल्ड के विकास के रुझान

भविष्य में, एलएफटी मोल्ड पांच प्रमुख रुझान पेश करेंगे:

पहलावास्तविक समय पैरामीटर विनियमन प्राप्त करने के लिए बुद्धिमान उन्नयन, सेंसर और नियंत्रण प्रणालियों को एकीकृत करना है।

दूसरा,सार्वभौमिकता बढ़ाने और इनपुट लागत को कम करने के लिए मॉड्यूलरीकरण और समायोजन पर जोर दिया जाता है।

तीसरा,यह एप्लिकेशन परिदृश्यों का विस्तार करने के लिए 3D प्रिंटिंग और LFT{1}}D जैसी नई प्रक्रियाओं के साथ एकीकृत होता है।

चौथा,हरित विकास, पर्यावरण के अनुकूल सामग्रियों और प्रक्रियाओं का उपयोग करना और पुनर्चक्रण को बढ़ावा देना।

पांचवाघरेलू प्रतिस्थापन में तेजी लाना, विदेशी एकाधिकार को तोड़ना और लाइटवेटिंग की लागत को कम करना है।