In den letzten Jahren haben sich die unterschiedlichen Anforderungen der Menschen an Autositze mit der rasanten Entwicklung der Automobilindustrie weiter verbessert. Autositze sind leicht, multifunktional, umweltfreundlich, komfortabel und sicher. Dies sind die Grundbedürfnisse der Menschen an Autositzen. Daher sind diese Aspekte nach und nach zur Hauptrichtung der Entwicklung von Autositzen geworden.

Langfaser-Verbundwerkstoff besteht aus Harz und Langfaser-Verbundwerkstoff mit einer Vielzahl von Eigenschaften, wie z. B. hoher Festigkeit, geringer Dichte, kurzer Produktionszeit und einfacher Formbarkeit, geeignet für den aktuellen Entwicklungstrend im Automobilbereich Sitze, weshalb es in der Automobilindustrie nach und nach zum bevorzugten Material für Autositze geworden ist.

Übersicht Autositze

Autositze bestehen im Wesentlichen aus vier Teilen: Sitzbezug, Sitzkissen, Sitzschaum und Sitzskelett. Darüber hinaus verfügen einige Sitze aufgrund der unterschiedlichen Bedürfnisse des Marktes auch über Armlehnen, Taillenstützen oder Massage-Komfortkomponenten. Einige Sitze verfügen auch über weitere Aufbewahrungsfunktionen wie Getränkehalter und Schubladen.

Gegenwärtig fordern Verbraucher zunehmend Leichtigkeit, Komfort, Sicherheit und andere Aspekte des Autositzdesigns. Die meisten Hauptmaterialien herkömmlicher Sitze sind jedoch Metallmaterialien, die Metalldichte ist hoch und der Entwicklungsspielraum zur Verbesserung des Leichtgewichts von Autositzen allein durch Optimierung der Struktur und des Designs war begrenzt.

Der langfaserverstärkte Verbundwerkstoff verfügt über hervorragende mechanische Eigenschaften und kann einen erheblichen Leichtbaueffekt erzielen. Daher wird es nach und nach im Automobilbereich eingesetzt, nicht nur in den meisten einfachen, unwichtigen Teilen, sondern auch in einigen komplex geformten Funktionsteilen, wie dem Sitzskelett und dem Frontsegmentmodul.

Die Bedeutung des Automobilleichtbaus

Das geringe Gewicht des Fahrzeugs bedeutet, dass auf der Grundlage der Sicherheitsleistung und Festigkeit des Fahrzeugs das Gesamtgewicht des Fahrzeugs maximal reduziert werden kann, um so die Leistung des Fahrzeugs zu steigern Emissionen und Kraftstoffverbrauch reduzieren.

Einschlägigen Tests zufolge steht die Kraftstoffmenge des Autos in direktem Zusammenhang mit dem Gewicht des Autos selbst: Pro 1 kg Gewichtsreduzierung des Autos kann der Kraftstoffverbrauch von 100 Kilometern um 0,2 bis 0,8 gesenkt werden L, normalerweise etwa 4–5 % des ursprünglichen Verbrauchs. Daher kommt dem Leichtbau moderner Automobile in diesem Stadium, vor dem Hintergrund der zunehmenden Begünstigung von Umweltschutz und Energieeinsparung, bei der Entwicklung und Herstellung von Automobilen eine große Bedeutung zu.

Der Autositz ist einer der wichtigsten Teile im Innenraum des Autos. Der Umfrage zufolge beträgt das Gewicht des Autositzes 1 bis 2 % des gesamten Körpergewichts. Allerdings nimmt der Autositz nur einen kleinen Teil des Gesamtgewichts des Körpers ein. Als einer der wichtigsten Teile des Autos ist sein Beitrag zum Leichtbau des gesamten Autos jedoch nicht zu unterschätzen.

Autositze sind eines der komplizierteren Teile im gesamten Autodesignprozess. Der Designprozess von Autositzen muss unter vielen Gesichtspunkten betrachtet werden, wie zum Beispiel Sicherheit, ästhetische Form, Funktionsvielfalt und Komfort. Nur unter der Voraussetzung, die Anforderungen herkömmlicher Autositze zu erfüllen, kann die Leichtbauweise von Autositzen umgesetzt werden. Bei der Reduzierung des Gewichts des Autositzes muss die grundsätzliche Leistung des Autositzes, insbesondere die Sicherheit des Sitzes, gewährleistet sein. Unter dem Einfluss dieser Anforderungen wird die Leichtbaukonstruktion von Autositzen immer anspruchsvoller und forschungswürdiger.

Anwendung von Langfaserverbundwerkstoffen im Automobilbereich

Langfaserverbundwerkstoffe haben sich mit der rasanten Entwicklung der Industriewirtschaft ebenfalls rasant entwickelt. In diesem Stadium sind Langfaserverbundwerkstoffe zu einer der am schnellsten wachsenden Branchen in der verstärkten Kunststoffindustrie geworden.

Der Anwendungsanteil langfaseriger Verbundwerkstoffe im Automobilbereich ist groß und macht etwa 33 % des Gesamtverbrauchs aus und wird mit der Entwicklung der Automobilindustrie weiter wachsen. Derzeit werden Langfaserverbundwerkstoffe häufig im Automobilinnenraum, in Funktionsteilen und Strukturteilen eingesetzt. Der Einsatz langfaseriger Verbundwerkstoffe als Ersatz für herkömmliche Metallwerkstoffe kann das Gewicht von Automobilen reduzieren und den Produktionsprozess und die modulare Produktion vereinfachen.

General Motors, einer der größten Automobilhersteller der Welt, hat Langglasfaser-Verbundwerkstoffe für die Ladefläche von Sportfahrzeugen und leichten Lastkraftwagen eingesetzt. Ford ist einer von vielen führenden Herstellern von Verbundwerkstoffen. Seine Autos verwenden faserverstärkte Kunststoffplatten als Material für Karosserieisolationsplatten. Im Jahr 2011 wurde PP-LGF50-Material im Fahrersitz eines bestimmten von BMW in Deutschland hergestellten Automodells verwendet, wodurch die Masse des Autositzes um 63 % reduziert und auch die Lebensdauer des Autositzes erhöht wurde.

Die Anwendung von Langfaserverbundwerkstoffen in Autositzen

1) Verbessern Sie die Lebensdauer und Sicherheit des Sitzes
Die Ermüdungsbeständigkeit von Langfaserverbundwerkstoffen ist höher und sie haben mehr Matrix. Sein Ermüdungsbruch bricht nicht plötzlich aus, sondern breitet sich langsam von der Matrix bis zur kollektiven Grenzfläche und der Faser aus.

Daher können Menschen Schäden an Langfaserverbundwerkstoffen im Voraus erkennen und rechtzeitig entsprechende Abhilfemaßnahmen ergreifen, wodurch die Lebensdauer des Sitzes effektiv verbessert wird.

Langfaserverbundwerkstoffe weisen neben der Ermüdungsbeständigkeit auch eine stabile Sicherheit auf. Wenn Teile aus diesem Material überlastet werden, verschwindet die Funktion des Autositzes nicht sofort, sondern es brechen zunächst eine kleine Anzahl von Fasern. Die Last wird dann schnell umverteilt und auf die unbeschädigten Fasern übertragen, sodass nicht das gesamte Bauteil durch die starke Belastung in kurzer Zeit umgeworfen wird.

2) Reduzieren Sie die Vibrationsamplitude des Sitzes
Zwischen der Grenzfläche des Langfaserverbundwerkstoffs und der Matrix besteht eine große Dämpfung und es weist eine gute Schwingungsdämpfungsleistung auf. Wenn Langfaserverbundwerkstoffe und Metallwerkstoffe gleicher Größe und Form unter gleichen Bedingungen getestet werden, ist die Abklingzeit des ersteren kürzer als die des letzteren. Daher reduziert der Autositz aus langfaserigem Verbundmaterial effektiv die Vibrationsfrequenz und -dauer des Sitzes.

3) Reduzieren Sie die Sitzplatzkosten
Bei der Verarbeitung langfaseriger Verbundwerkstoffe ist keine chemische Reaktion erforderlich: Die verstärkte Faser wird direkt in eine vorgegebene Richtung extrudiert und gleichzeitig auf der Matrix zu einer Layup-Struktur angeordnet und in einer Hochgeschwindigkeitshydraulik gepresst drücken. Dieses Verfahren spart nicht nur die Kosten für den Einkauf von Halbzeugen und reduziert die Herstellungskosten, sondern garantiert auch die Faserlänge und optimiert die mechanischen Eigenschaften des Bauteils.

Darüber hinaus wird die Matrix mit der Faser kombiniert, und dann wird die Form erhitzt und ausgehärtet, es können daraus langfaserige Verbundteile hergestellt werden, und die Matrix wird während des Produktionsprozesses von einer Flüssigkeit in einen Feststoff umgewandelt, also der Autositz aus langfaserigen Verbundwerkstoffen ist nicht leicht zu knacken.

4) Reduzieren Sie die Beschädigung des Sitzes bei hohen Temperaturen
Langfaserverbundwerkstoffe können unter normalen Bedingungen eine hohe Temperaturbeständigkeit erreichen. Wenn die gewöhnliche Aluminiumlegierung einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, wird ihr Elastizitätsmodul stark verringert. Unter den gleichen Bedingungen können jedoch der Elastizitätsmodul und die Festigkeit des mit Langfasermaterialien verstärkten Verbundwerkstoffs unverändert bleiben. Da der Langfaserverbundwerkstoff eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, ist seine Hochtemperaturbeständigkeit besser. Durch den Einsatz langfaseriger Verbundwerkstoffe auf Autositzen kann der Schadensgrad von Autositzen unter Hochtemperaturbedingungen wirksam verringert werden.

5) Aufrechterhaltung der Stabilität verschiedener Funktionen des Sitzes
Langfaserverbundwerkstoffe zeichnen sich durch eine hohe spezifische Steifigkeit und hohe spezifische Festigkeit aus und weisen eine große Variationsbreite ihrer Eigenschaften auf. Je nach Fasermaterial, Fasergehalt und Verlegerichtung unterscheiden sich auch der Festigkeitsindex, die Flammschutzleistung und der Elastizitätsmodul des entworfenen Produkts. Wenn das langfaserige Verbundmaterial in einer bestimmten Layup-Methode in eine Richtung gedehnt wird, kann das Material auch senkrecht zur Dehnrichtung gedehnt werden, was sich völlig von den üblicherweise verwendeten Materialien unterscheidet. Im Designprozess von Autositzen sollten Materialien ausgewählt werden, die einfach zu entwerfen sind und eine stabile Leistung aufrechterhalten können. Langfaserverbundwerkstoffe können flexibel in verschiedenen Formen gestaltet werden und behalten dabei die Stabilität aller Aspekte ihrer Leistung bei.

Schlussfolgerung

Da es sich um die Tragfähigkeit des Autos handelt, spielt der Autositz eine sehr wichtige Rolle bei der Gewährleistung der Sicherheit der Personen im Auto, wenn es zu einem Verkehrsunfall kommt.

Daher ist die Entwicklung von Leichtgewicht, Komfort und Sicherheit ein unvermeidlicher Trend bei der Entwicklung von Autositzen. Langfaserverbundwerkstoffe weisen eine Vielzahl hervorragender Leistungen auf, verbessern die Qualität von Autositzen und verringern gleichzeitig deren Qualität, verbessern verschiedene Leistungen und senken gleichzeitig die Kosten.

Es ist ersichtlich, dass mit der rasanten Entwicklung der Automobilindustrie und der kontinuierlichen Verbesserung des technischen Niveaus bei der Entwicklung von Langfaser-Verbundwerkstoffen die Anwendungsaussichten von Langfaser-Verbundwerkstoffen in Autositzen immer breiter werden.