Những Nghiên Cứu Vật Liệu Mới Ứng Dụng Trong Chế Tạo Ô tô.

Họ Và Tên: Quyết Đức Thuấn BÀI TIÊU LUẬN: Chuyên Đề Ô tô Những Nghiên Cứu Vật Liệu Mới Ứng Dụng Trong Chế Tạo Ô tô I: Vật Liệu Nano Trong Công Nghệ Chế Tạo Lốp xe - Những ưu điểm vượt trội vật liệu nano thu hút hãng xe ngành nghiệp phụ trợ vào cách mạng Tuy mức độ thử nghiệm, với tham gia công ty hàng đầu hãng xe danh tiếng, tương lai lốp ứng dụng vật liệu nano không xa với ưu điểm vượt trội thu hút hãng sản xuất ngành công nghiệp phụ trợ ôtô vào cách mạng Có thể thấy công nghệ nano đã được áp dụng rất thành công chế tạo vỏ ôtô Đầu tiên phải kể đến những hạt chất dẻo dạng nano có thêm thành phần vật liệu sau được nấu chảy và đúc bằng khuôn sẽ thu được các tấm vỏ có độ bền và độ cứng thép nhiều lần, trọng lượng thì nhẹ Ưu điểm lớn nhất của loại vật liệu này là khả tạo hình theo khuôn Nhờ có công nghệ nano mà những lớp sơn phủ bóng bên ngoài vỏ ôtô trở nên bền và đẹp Sơn nano có khả giữ màu độ bóng cao 40% so với sơn thông thường Ngoài ra, vật liệu composite sợi các bon cũng được cải tiến đáng kể, loại vật liệu không đẳng hướng Nó chịu lực tương tác lớn lực có hướng trùng với hướng chuỗi phân tử, nếu sợi các-bon được thay ống nano các-bon sẽ thu được vật liệu chịu lực tốt so với sợi cácbon thông thường Vật liệu nano chế tạo lốp xe ô tô - Cao su cotton nông sản từ xa xưa Tuy nhiên, không giống cotton, cao su thiên nhiên gặp phải cạnh tranh mạnh mẽ từ cao su tổng hợp, loại vật liệu phát triển chiến thứ hai Năm 1964, 75% lượng cao su giới thuộc cao su tổng hợp Nhưng sau đó, xuất lốp không săm cứu vớt vai trò cao su thiên nhiên với lượng tiêu thụ 42% tổng số 19,61 triệu tấn, theo thống kê năm 2004 - Khoảng 50% lốp xe ôtô giới làm từ cao su thiên nhiên Tuy nhiên, lốp sản xuất từ loại vật liệu có điểm yếu không bền, dễ mài mòn, không chịu nhiệt độ cao dần tính đàn hồi trình sử dụng Để khắc phục khó khăn đó, nhà nghiên cứu áp dụng công nghệ nano vào trình sản xuất xuất lốp Hạt carbon nhỏ (bao gồm hạt kích thước nano -1 phần tỷ mét) trộn với su thời gian dài trước đem ép - Sản phẩm sau gia công có độ mài mòn thấp sức bền lớn Cabot Corporation – hãng cung cấp lốp vật liệu carbon hàng đầu giới – thử nghiệm thành công tính “PureNano”- hạt silic cacbua kích thước nano, Nanoproducts Corporation of Colorado sản xuất Khi bổ sung vào lốp, hạt “PureNano” làm giảm 50% độ mài mòn, nghĩa tuổi thọ lốp tăng lên gấp đôi Một số ấn tượng biết tại, năm có 16,5 triệu lốp Mỹ cần phải thay Các sản xuất khác tìm cách kết hợp sợi carbon dạng ống vào lốp dự đoán chúng có tuổi thọ lâu xe Trong đó, chuyên gia Audi đánh giá công nghệ nano tạo nên cách mạng lốp tương lai Loại lốp thông minh gắn cảm biến nano liên kết với chíp điều khiển trung tâm có khả thay đổi cấu bề mặt tuỳ thuộc vào áp suất lốp, trọng lượng xe điều kiện đường - Những công ty Inmat Nanonor sản xuất hạt đất sét kích thước nano, trộn chúng với nhựa hay cao su tổng hợp để tạo bề mặt kín khít Các hạt đất sét nano Inmat sử dụng dạng chất kết dính Bên cạnh đó, công ty liên kết với Michelin, hãng sản xuất lốp hàng đầu giới để ứng dụng công nghệ lốp không săm Nó dần thay cao su truyền thống làm lốp nhẹ, rẻ mát - Sản phẩm tiếng ứng dụng công nghệ nano “Aerogel”, vật liệu siêu nhẹ đề nghị dùng để chế tạo lốp cho tàu thám hiểm Hoả Chứa tới 98% không khí, tập hợp hàng tỷ bóng khí nano môi trường silic, nhờ đó, Aerogel nhẹ 1.000 lần lại có khả làm kín khít gấp 40 lần sợi thuỷ tinh Bên cạnh trọng lượng nhẹ, Aerogel có khả cách nhiệt Các nhà hoá học đại học Missouri-Rolla (Mỹ) tuyên bố phát triển thành công vật liệu Aerogel không thấm nước sử dụng bề mặt lốp II: Inrekor Arpro - vật liệu cho ngành sản xuất ô tô - TPO - Hệ khung gầm nhẹ yếu tố tiên để tạo mẫu xe siêu nhẹ, công ty Inrekor vừa giới thiệu vật liệu sản xuất mang tính cách mạng cho công nghiệp ô tô tương lai, ứng dụng sản xuất khung gầm xe Hệ khung gầm sử dụng vật liệu Inrekor - Vật liệu Inrekor lấy tên công ty mình, hứa hẹn có độ bền rắn thép vật liệu chế tạo khung gầm sử dụng cho mẫu xe tại, nhiên nhẹ 30% tái chế hoàn toàn Thực tế, vật liệu cấu trúc siêu nhẹ, bao gồm bọt propylen gọi Arpro Ngoài việc ứng dụng chế tạo khung gầm xe, vật liệu sử dụng để thiết kế số phận khác Theo Autocar, vật liệu Inrekor sử dụng số mẫu xe cấu trúc khung gầm Porsche 356 Speedster, Porsche hợp tác với Chesil Motor Company chế tạo Kết trọng lượng xe 15% so với cấu trúc xe sử dụng vật liệu thông thường Để kiểm chứng tính ứng dụng cho vật liệu này, công ty Inrekor giới thiệu khung gầm mẫu xe chỗ, thông thường nặng 300kg Nhờ việc sử dụng vật liệu mới, trọng lượng giảm xuống mức 160kg Sẽ gần lo ngại độ an toàn vật liệu qua đợt kiểm tra tập đoàn Sản xuất Warwich Mira Theo công ty này, Inrekor đủ rắn để đáp ứng tiêu chuẩn NCAP châu Âu Inrekor tiết lộ công ty ký kết hợp đồng với nhà sản xuất ô tô để ứng dụng vật liệu Dự kiến, mẫu xe sản xuất từ vật liệu sớm có mặt thị trường III: Audi ứng dụng vật liệu sợi thủy tinh chế tạo giảm xóc siêu nhẹ - Các nhà sản xuất ô tô nỗ lực việc nghiên cứu ứng dụng loại vật liệu hệ mới, nhằm cắt giảm trọng lượng xe giúp tiết kiệm nhiên liệu Nhôm sợi carbon vật liệu ưu tiên hàng đầu nhờ ưu điểm vượt trội, trọng lượng nhẹ khả chịu lực độ bền cao Bên cạnh nhà sản xuất tìm kiếm vật liệu thay khác Mới đây, Audi thử nghiệm sử dụng loại vật liệu sợi thủy tinh polymer (GFRP) để chế tạo lò xo phận giảm xóc Phần cốt lõi lò xo tạo thành từ sợi thủy tinh ngâm tẩm với nhựa epoxy xoắn lại với Các sợi thủy tinh xoắn lại theo góc 45 độ, tính toán xác máy tính, nhằm phân bố trọng tải lên toàn phần lò xo So với thép, sợi thủy tinh có nhiều ưu điểm vượt trội không bị ăn mòn, không bị ảnh hưởng hóa chất rửa xe, khả đàn hồi chịu lực tốt Bên cạnh đó, lý mà sợi thủy tinh sử dụng để thay thép trọng lượng nhẹ chúng Audi cho biết, với việc sử dụng lò xo sợi thủy tinh, họ làm giảm nửa trọng lượng giảm xóc truyền thống Không góp phần làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu, giảm xóc GFRP Audi hứa hẹn đem lại trải nghiệm cho người lái xe Hệ thống giảm xóc sử dụng GFRP điều chỉnh để phù hợp với điều kiện đường xá khác nhau, khiến xe chạy êm hơn, đem lại cảm giác cầm lái xe thể thao Audi lên kế hoạch thử nghiệm loại vật liệu dòng xe A6 A7 vào cuối năm IV: Ford chế tạo ô tô nhẹ tiết kiệm nhiên liệu từ sợi carbon - Sợi carbon tổng hợp sử dụng ngành công nghiệp chế tạo máy bay xe đua nhiều thập kỷ qua độ bền, khả chịu lực lớn với khối lượng vô nhẹ Ford đặt mục tiêu đưa công nghệ tiên tiến áp dụng rộng rãi vào thị trường ô tô dân dụng nhằm tạo dòng xe vừa nhẹ vừa tiết kiệm nhiên liệu - Gã khổng lồ ngành công nghiệp ô tô giới Ford làm việc với công ty DowAksa nhằm nghiên cứu phát triển kỹ thuật sản xuất sợi carbon làm vật liệu chế tạo ô tô quy mô lớn Mục đích việc sử dụng sợi carbon chế tạo xe mong muốn cho đời dòng ô tô tiết kiệm nhiên liệu, nhẹ đồng thời phải đảm bảo công suất tính tốt Đồng thời, Ford trở thành thành viên Viện Nghiên cứu Sáng tạo vật liệu tổng hợp tiên tiến Viện phận mạng lưới nghiên cứu quốc gia Bộ Năng Lương Mỹ hỗ trợ Ford nuôi tham vọng sử dụng sợi carbon làm vật liệu sản xuất ô tô nhẹ tiết kiệm nhiên liệu Ford muốn chế tạo ô tô tiết kiệm nhiên liệu, nhẹ bền từ sợi carbon “Sự hợp tác với DowAksa việc tham gia vào Viện nghiên cứu giúp nâng cao cách đáng kể thành tựu đạt nỗ lực chế tạo loại xe tiết kiệm nhiên liệu “, Ken Washington, Phó chủ tịch phụ trách nghiên cứu công nghệ tiên tiến Ford cho biết “Chúng trở thành liên minh vững với người tài làm việc ngày để tạo vật liệu ô tô hệ “ Sứ mệnh học viện mục tiêu Ford việc hợp tác với DowAksa nhằm loại bỏ chi phí sản xuất cao khan sợi carbon với phát triển quy trình sản xuất khả thi quy mô lớn nhằm áp dụng sợi carbon thành loại vật liệu làm ô tô tiết kiệm nhiên liệu, độ bền cao Ford công ty hóa chất Dow Chemical bắt đầu hợp tác từ năm 2012 nhằm tạo sợi carbon tổng hợp chi phí thấp với số lượng lớn “Cơ hội xây dựng dựa thỏa thuận chung Ford với Dow Chemical giúp đẩy nhanh thời gian mắt vật liệu carbon tổng hợp ứng dụng chúng quy mô lớn để làm ô tô tiết kiệm nhiên liệu với độ bền cao”, Jim deVries, giám đốc toàn cầu phụ trách nghiên cứu vật liệu sản xuất Ford cho biết Sự hợp tác giúp đẩy mạnh nỗ lực Ford việc tạo vật liệu sản xuất ô tô composite nhẹ đem lại nhiều lợi ích cho khách hàng loại vật liệu giúp dòng ô tô tương lai tiết kiệm nhiên liệu mà không hao hụt công suất Sợi carbon trở thành loại vật liệu lý tưởng để sản xuất ô tô tiết kiệm nhiên liệu, nhẹ với độ bền caoSợi carbon trở thành loại vật liệu lý tưởng để sản xuất ô tô tiết kiệm nhiên liệu, nhẹ với độ bền cao - Các chuyên gia công nghệ sản xuất vật liệu DowAksa giúp Ford vượt qua rào cản lớn đường đưa sợi carbon composite vào ứng dụng quy lớn ngành công nghiệp sản xuất ô tô Douglas Parks, thành viên hội đồng quản trị DowAksa đông thời nhân vật chủ chốt sáng lập Viện Nghiên cứu Sáng tạo vật liệu tổng hợp tiên tiến cho biết “Viện nghiên cứu tạo tảng hợp tác vững nhằm đẩy nhanh tiến độ mắt vật liệu chế tạo ô tô tiết kiệm nhiên liệu chúng tôi.” - Sợi carbon tổng hợp sử dụng việc chế tạo máy bay xe đua nhiều thập kỷ qua chúng có độ bền sức mạnh lớn khối lượng vô nhẹ Ford đặt mục tiêu đưa công nghệ tiên tiến áp dụng rộng rãi vào thị trường ô tô dân dụng “ Mục tiêu phát triển loại vật liệu làm giảm trọng lượng xe, giúp tiết kiệm nhiên liệu cho khách hàng.Sự linh hoạt công nghệ cho phép phát triển loại vật liệu áp dụng cho tất dòng xe thị trường nay– khối lượng xe nhẹ 50% so với việc sử dụng thép sản xuất.” Patrick Blanchard, giám sát nhóm vật liệu tổng hợp Ford cho biết Ford nỗ lực phát triển công nghệ sản xuất sợi carbon quy mô lớn để phục vụ thị trường ô tô dân dụngFord nỗ lực phát triển công nghệ sản xuất sợi carbon quy mô lớn để phục vụ thị trường ô tô dân dụng - Tạo xe nhẹ phần quan trọng kế hoạch mang tính bền vững Ford nhằm giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu khí thải Những dòng xe áp dụng tiêu chí khối lượng nhẹ có dòng xe Fiesta sử dụng thép boron nhẹ với độ chịu lực cao - Toàn dòng xe mắt năm 2015 Ford F-150 dùng hợp kinh nhôm độ chịu lực cao vốn sử dụng quân đội, giúp giảm khối lượng tổng thể xuống 7000 pound, theo tính toán EPA, ước tính độ tiêu hao nhiên liệu giảm từ đến 29%, tùy thuộc vào động cấu hình đường truyền lực quy trình hỗn hợp, với tải trọng lực kéo tốt - Khái niệm vật liệu nhẹ Ford bao gồm nhôm, thép chịu lực, magie sợi carbon tổng hợp áp dụng việc chế tạo hầu hết loại xe để giảm trọng lượng ô tô ngang mức Fiesta – với khối lượng cắt giảm gần 25% - Ứng dụng khái niệm nâng tầm công nghệ vật liệu nhẹ lên quy mô lớn nhiều Ford DowAksa hợp tác nhằm giảm lượng cần thiết để sản xuất sợi carbon, cắt giảm chi phí nguyên liệu xây dựng quy trình tái chế V: Vật liệu composite đời khiến các nhà sản xuất ôtô có thêm nhiều sự lựa chọn Một những vật liệu được quan tâm hàng đầu hiện chế tạo vỏ ôtô là sợi các-bon Các kết nghiên cứu thử nghiệm sức bền vật liệu thu được cho thấy sợi các bon chịu lực tác động gấp 12 lần so với thép, độ bền cao gấp lần nhẹ thép lần - Vật liệu dùng để chế tạo hầu hết phận ôtô, đặc biệt phần vỏ nhằm giảm trọng lượng, tăng độ bền, độ an toàn tạo kiểu dáng sang trọng Bên cạnh các-bon thì titan ma-giê đánh giá cao Nhưng vấn đề chi phí của những vật liệu này khiến nhiều nhà sản xuất e ngại Các chuyên gia dự đoán sau năm 2015, ứng dụng sợi các-bon ngành công nghiệp ôtô chiếm 10-15% Đối với vật liệu mới này nhiều vấn đề cần phải giải quyết, đặc biệt việc sửa chữa -