Materiale Composite Folosite in Industria Auto

8/10/2019 Materiale Composite Folosite in Industria Auto

1/17

Prof: prof. univ. dr. ing. Corneliu Munteanu

Stud: ing. Nicolae Stefanoaea


2/17

Adevaratul stramosi al automobilului estereprezentat de motorul si autovehicolulinventate de Etienne Lenoir: motorul cu gaz

brevetat in 1860. Adevaratii pionieri in constructia

automobilului sunt considerati Lenoir,Delamare - Deboutterville, Daimler, Benz si

Ford. Odata cu ei apar si firmele specializate inconstructia automobilului.


3/17

Un material "usor" folosit de mult timp si cutehnologie pusa la punct, este aluminiul.Turnat sub presiune, el este folosit pentru

blocuri de motoare si carcase, in care suntincorporate (prin turnare directa sau prinpresare), bucse de ghidare din fonta saualuminiu (rezistent la frecare, cu continut mare

de siliciu)


4/17

Un succes mai mare este si acela al solidificariicontrolate (prin racire comandata local) ceea cepermite influentarea proprietatilor in asa felincat distribuirea diferita a masei, si vitezele deracire diferite, sa nu conduca la inomogenitatide structura si rezistenta. O caroserie autoastfel executata are o greutate cu circa 20 % maimica. Energia consumata in proces este mai

mare, dar costurile suplimentare suntcompensate prin ieftinirea reciclariimaterialului.


5/17

Aluminiul a fost obtinut pentru prima data deH.C. Oersted in 1925 si in anul 1927 deF.Wohler. In descrierea proprietatilor

aluminiului, Wohler sustinea ca este unul dinmetalele cele mai usor corodabile

Aluminiul este un metal alb-argintiu si careposeda o mare plasticitate. Cristalizeaza in

sistemul cubic cu fete centrate fara a mai aveasi alte forme alotropice.


6/17

Compusi ai Aluminiului si folosirea lor in industria de automobile

Sistemul

Aplicatii

Caracteristici speciale

Al/SicPistoane, discuri frana, cuzineti,

arbori cotiti

Rezistenta la rupere si la uzare;

rigidizare

Al/Al2O3Componente pentru motoare(scaune

supapa, opritori)Rezistenta la uzare

Al/TiC Pistoane, bieleReizstenta la solicitari mecanica ciclice

si la uzare

Al/Grafit Piese pentru autovehicule Proprietatea de autolubrifiere


7/17

Un alt material usor, in renastere utilizatorica, estemagneziul (in special in industria auto: carcasacutiei de viteze si a blocului de aspiratie,componente de directie, suporti, genti de roti, etc.).

El este folosit si pentru masini si aparatemanuale, produse ale industriei electro, aparateportative pentru comunicatii (Laptop) capete port-scule, etc.. Aliajele de magneziu au o capacitate deturnare exceptionala. In comparatie cu aluminiul

unde grosimile minime de pereti sunt de 2.5-3 mmin cazul magneziului ele sunt de 1-2 mm, Cu el sepot realiza piese cu suprafete mari si de formecomplexe.


8/17

De la inceputul erei industriale, otelul si fonta au constituit"inima" progresului din principalele sectoare industriale. Intimp ce in tarile dezvoltate se inregistreaza deja o tendintape termen lung de reducere a cererii pentru produsele dinindustriile material - intensive, precum si un declin al

intensitatii materiilor prime utilizate, consumul redus demateriale devine un element esential al tehnologiilor defabricatie din aceste tari; se manifesta nevoia de materialemai usoare, mai rezistente si mai durabile. Exista problemaridicata de consumul mare de energie inglobata in acestemateriale, dar si de pretul uneori prea ridicat al acestora.In

ultimul timp s-a conturat ideea ca extinderea utilizarii amaterialelor compozite in sensul aplicarii lor pentru noisubansamble in industria automobilelor nu este posibila,fara a se apela la plasticele armate de inalta calitate.


9/17

Materialele compozite, in viitor vor juca din ce in ce mai mult unrol important in executia organelor importante, de greutate mica,specifica pieselor de motor, dar si de transmisie, suspensie. Pentruunele elemente de structura din constructia autovehiculelor, se vorutliza unele materiale laminate mixte din metal-materiale plasticedenumite si tip "sandwich" (simplu sau multistratificat). Aceste

laminate se compun dintr-un material plastic cuprins intre douastraturi metalice (otel sau aluminiu) , laminarea realizandu-se lacald, sub presiune. Sunt destinate a inlocui otelul, fiind incompetitie cu aluminiul, pentru ca acestea reprezinta o combinatieintre greutatea redusa a materialului plastic (polipropilena saupolietilena) si rezistenta, rigiditatea ale otelului respectiv aaluminiului. Se poate obtine o reducere a greutatii cu 50%, pentruo majorare a grosimii laminatului cu 10%. Poseda bune proprietatianticorozive si de izolare termica, rezistenta la caldura, laprodusele chimice sau petroliere dar si o reducere a pretului de 23ori fata de otel.


10/17

Caracteristici mecanica pentru materiale compozite, otel si aluminiu

Material

Modul E

Rezistenta

Densitate

Axial Transversal RezistentaTractiune

ForfecareAxial Axial

Mat. Epoxidic/HMgrafit

220

7

4.8

1200

34

70

1.60

1.68

Mat.Epoxidic/UHM

grafit

303 7 6.6 760 28 50


85

55

2.1

1500

28

40

1.38


50

14

3.4

1800

40

70

2.00

Otel 210 210 79 415 415 240 7.83

Aliminiu 6061 T6

70

70

26

290

290

270


11/17

In momentul fata fibrele se obtin prin tragere laviteza inalta (2x10-3 cm/s) si pentru aplicatiileuzuale au diametre cuprinse intre 5 m si 20

m cu o valoare medie des folosita de 12 m.In fabricatie fibrele sunt adesea acoperite cu unstart protector de silan, titan sau un compus decrom pentru a creste adeziunea cu matricea din

polimeri. In prezent este comercializata o gamalarga de fibre de stica. Figura 3.1 prezinta ofibra de sticla cu grosimea de cca 50 m.


12/17


13/17


14/17


15/17


16/17

Primele fibre de carbon au fost produse deThomas Edison in 1879 fiind utilizate laprimele lampi cu incandescenta. In industria

moderna utilizarea lor incepe dupa 1950. Existamai multe metode de preparare a fibrelor decarbon, pornind de la precursori organici.Astfel primele fibre fabricate industrial au fost

fibrele bazate pe poliacrilnitril (PAN).


17/17

Fabricarea fibrelor de carbon se face pornind de ladiferite materiale solide, lichide sau gazoase, continandintre alte elemente si carbon. Aceste produse, numitecarboni, se subdivizeaza in mari clase ca: diamant,grafit, pirocarbon, negru de carbon, fibre de carbon,

etc, avand texturi, structuri , proprietati fizice sichimice, precum si utilizari net diferite. In cazuldiamantului temperatura de topire este de 3727o C iardensitatea de 3.510 kg/m3. Aceste clase de carbonisunt determinate de natura materiei prime si de

conditiile de tratament sau restrictiile tehnologiceimpuse: atmosfera, (oxigen O2, azot N2, sau argon A),durata t, temperatura T si in special temperatura ceamai ridicata la care materia prima a fost adusa,presiunea p, radiatia, etc

Materiale Composite Folosite in Industria Auto

Documents

Transcript of Materiale Composite Folosite in Industria Auto