Nos últimos anos, os vários requisitos das pessoas para assentos de automóveis com o rápido desenvolvimento da indústria automobilística continuam a melhorar, assentos de automóveis leves, multifuncionais, conforto ambiental e segurança são as necessidades básicas das pessoas em assentos de automóveis. Portanto, esses aspectos tornaram-se gradativamente a principal direção no desenvolvimento das cadeirinhas automotivas.

O material compósito de fibra longa é composto de resina e material compósito de fibra longa, com uma variedade de características, como alta resistência, baixa densidade, curto tempo de produção e fácil de formar, adequado para a atual tendência de desenvolvimento de assentos de automóveis, portanto, no setor automotivo indústria, tornou-se gradualmente o material preferido para assentos de automóveis.

Visão geral dos assentos de carro

Os assentos de carro são compostos principalmente de quatro partes: capa do assento, almofada do assento, espuma do assento e esqueleto do assento. Além disso, devido às diferentes necessidades do mercado, alguns assentos também possuem apoios de braços, apoios de cintura ou componentes de conforto relacionados à massagem. Alguns assentos também possuem outras funções de armazenamento, como porta-copos e gavetas.

Atualmente, os consumidores exigem cada vez mais leveza, conforto, segurança e outros aspectos do design dos assentos de automóveis. No entanto, a maioria dos principais materiais dos assentos convencionais são materiais metálicos, a densidade do metal é pesada e o espaço de desenvolvimento para melhorar o peso dos assentos de automóveis, apenas otimizando a estrutura e o design, tem sido limitado.

O compósito reforçado com fibra longa possui excelentes propriedades mecânicas e pode atingir um efeito de leveza significativo. Portanto, é gradualmente aplicado na área automotiva, não apenas nas peças mais simples e sem importância, mas também em algumas peças funcionais de formato complexo, como o esqueleto do assento e o módulo do segmento dianteiro.

A importância do peso leve automotivo

O peso leve do carro significa que, com base no desempenho de segurança e na resistência do carro, o peso total do carro é reduzido ao máximo, de modo a aumentar a potência do carro e reduzir as emissões e consumo de combustível.

De acordo com testes relevantes, a quantidade de combustível do carro tem a relação mais direta com o peso do próprio carro: para cada 1kg de redução de massa do carro, o consumo de combustível de 100 quilômetros pode ser reduzido em 0,2-0,8L, normalmente cerca de 4%-5% do consumo original. Portanto, nesta fase, no contexto do desenvolvimento automóvel que favorece gradualmente a protecção ambiental e a poupança de energia, o peso leve do automóvel moderno é de grande importância no seu processo de concepção e fabrico.

A cadeirinha é uma das peças mais importantes do interior do carro. Segundo a pesquisa, o peso da cadeirinha representa de 1% a 2% de todo o corpo. Embora a cadeirinha ocupe uma pequena proporção do peso total do corpo. No entanto, como uma das partes mais importantes do carro, a sua contribuição para o processo de leveza de todo o carro não pode ser subestimada.

Car seat is one of the more complicated parts in the whole car design process. The design process of car seats must be considered from many aspects, such as safety, aesthetic shape, functional diversity and comfort. Only under the premise of meeting the requirements of traditional car seats can the lightweight design of car seats be implemented. While reducing the weight of the car seat, the basic performance of the car seat must be guaranteed, especially the safety of the seat. Under the influence of these requirements, the lightweight design of car seats becomes more challenging and more worthy of research.

Application of long fiber composites in automotive field

Long fiber composite materials have also developed rapidly with the rapid development of industrial economy. At this stage, long fiber composites have become one of the fastest growing industries in the reinforced plastics industry.

The application proportion of long fiber composite materials in the automotive field is large, accounting for about 33% of the total consumption, and will continue to grow with the development of the automotive industry. At present, long fiber composite materials are widely used in automotive interior, functional parts and structural parts. The use of long fiber composite materials to replace the traditional metal materials can reduce the weight of automobiles, and simplify the production process and modular production.

General Motors, one of the largest automobile manufacturers in the world, has applied long glass fiber composite materials to the cargo board of sports vehicles and light trucks. Ford is one of many leaders in the application of composite materials. Its cars use fiber-reinforced sheet plastic as a material for body insulation panels. In 2011, PP-LGF50 material was used in the driving seat of a certain model of car produced by BMW in Germany, which reduced the mass of the car seat by 63% and also increased the service life of the car seat.

The application of long fiber composite material in automobile seat

1) Improve the service life and safety of the seat
The fatigue resistance of long fiber composite material is higher and it has more matrix. Its fatigue fracture does not burst out suddenly, but slowly spreads from the matrix to the collective interface and the fiber.

Therefore, people can detect the damage of long fiber composite materials in advance, and take corresponding remedial measures in time, effectively improving the service life of the seat.

In addition to fatigue resistance, long fiber composite materials also have stable safety, if overloaded parts made of this material, the role of the car seat will not immediately disappear, but first break a small number of fibers. The load is then quickly redistributed and transferred to the undamaged fibers, so that the entire component will not be knocked down by the heavy load in a short time.

2) Reduce the vibration amplitude of the seat
There is a large damping between the interface of the long fiber composite and the matrix, and it has good vibration damping performance. When the same size and shape of long fiber composite material and metal material are tested under the same conditions, the decay time of the former is shorter than that of the latter. Therefore, the car seat using long fiber composite material effectively reduces the vibration frequency and duration of the seat.

3) Reduce seat costs
No chemical reaction is required in the processing of long fiber composite materials: the reinforced fiber is directly extruded in a predetermined direction and arranged on the matrix at the same time to form a layup structure and press it in a high-speed hydraulic press. This method not only saves the cost of buying semi-finished products and reduces the manufacturing cost, but also guarantees the fiber length and optimizes the mechanical properties of the component.

In addition, the matrix is combined with the fiber, and then the mold is heated and cured, it can be made of long fiber composite parts, and the matrix is transformed from a fluid to a solid during the production process, so the car seat made of long fiber composite materials is not easy to crack.

4) Reduce the damage of the seat at high temperature
Long fiber composite materials can achieve high temperature resistance under normal conditions. When the ordinary aluminum alloy is at high temperature, its elastic modulus will be greatly reduced. However, under the same conditions, the elastic modulus and strength of the composite reinforced with long fiber materials can remain unchanged. Because the long fiber composite has a small thermal conductivity, its high temperature resistance is better. The application of long fiber composite materials to car seats can effectively reduce the damage degree of car seats under high temperature conditions.

5) Maintain the stability of various performance of the seat
The characteristics of long fiber composites are high specific stiffness and high specific strength, and their properties have a wide range of variation. According to the different fiber material, fiber content and laying direction, the designed product strength index, flame retardant performance and elastic modulus are also different. When the long fiber composite material is stretched in one direction under a certain layup mode, the material can also be extended perpendicular to the stretching direction, which is completely different from the commonly used materials. In the design process of car seats, materials that are easy to design and can maintain stable performance should be selected. Long fiber composite materials can be flexibly designed in different shapes while maintaining the stability of all aspects of their performance.

Conclusion

Assim como a capacidade de carga do carro, a cadeirinha desempenha um papel muito importante para garantir a segurança das pessoas no carro quando ocorre um acidente de trânsito.

Portanto, o desenvolvimento de leveza, conforto e segurança é uma tendência inevitável no desenvolvimento de cadeirinhas automotivas. O material composto de fibra longa tem uma variedade de excelente desempenho, melhora a qualidade dos assentos de carro e reduz sua qualidade, melhora vários desempenhos e ao mesmo tempo reduz o custo.

Percebe-se que com o rápido desenvolvimento da indústria automobilística e a melhoria contínua do nível técnico no desenvolvimento de materiais compósitos de fibra longa, a perspectiva de aplicação de materiais compósitos de fibra longa em assentos de automóveis será cada vez mais ampla.