Negli ultimi anni, le varie esigenze delle persone per i seggiolini auto con il rapido sviluppo dell'industria automobilistica continuano a migliorare, i seggiolini auto leggeri, multifunzionali, il comfort ambientale e la sicurezza sono i bisogni fondamentali delle persone per i seggiolini auto. Pertanto, questi aspetti sono diventati gradualmente la direzione principale dello sviluppo dei seggiolini per auto.

Il materiale composito a fibra lunga è composto da resina e materiale composito a fibra lunga, con una varietà di caratteristiche, come elevata resistenza, bassa densità, tempi di produzione brevi e facile da modellare, adatto all'attuale tendenza di sviluppo dei seggiolini per auto, quindi nel settore automobilistico nell'industria è gradualmente diventato il materiale preferito per i sedili delle auto.

Panoramica dei seggiolini auto

I seggiolini auto sono composti principalmente da quattro parti: rivestimento del sedile, cuscino del sedile, schiuma del sedile e scheletro del sedile. Inoltre, a causa delle diverse esigenze del mercato, alcuni sedili sono dotati anche di braccioli, supporti per la vita o componenti di comfort legati al massaggio. Alcuni sedili hanno anche altre funzioni di stoccaggio come portabicchieri e cassetti.

Al momento, i consumatori richiedono sempre più leggerezza, comfort, sicurezza e altri aspetti della progettazione dei seggiolini per auto. Tuttavia, la maggior parte dei materiali principali dei sedili convenzionali sono materiali metallici, la densità del metallo è pesante e lo spazio di sviluppo per migliorare la leggerezza dei seggiolini auto ottimizzando solo la struttura e il design è stato limitato.

Il composito rinforzato con fibre lunghe ha eccellenti proprietà meccaniche e può ottenere un significativo effetto leggero. Pertanto, viene gradualmente applicato nel campo automobilistico, non solo nelle parti più semplici e non importanti, ma anche in alcune parti funzionali di forma complessa, come lo scheletro del sedile e il modulo del segmento anteriore.

L'importanza della leggerezza automobilistica

La leggerezza dell'auto significa che, sulla base delle prestazioni di sicurezza e della robustezza dell'auto, il peso complessivo dell'auto viene ridotto al massimo, in modo da aumentare la potenza dell'auto e ridurre le emissioni e consumo di carburante.

Secondo test pertinenti, la quantità di carburante dell'auto ha il rapporto più diretto con il peso dell'auto stessa: per ogni kg di riduzione della massa dell'auto, il consumo di carburante di 100 chilometri può essere ridotto di 0,2-0,8 litri, solitamente circa il 4%-5% del consumo originario. Pertanto, in questa fase, nel contesto dello sviluppo automobilistico che favorisce gradualmente la tutela dell'ambiente e il risparmio energetico, la leggerezza dell'automobile moderna è di grande importanza nel suo processo di progettazione e produzione.

Il seggiolino auto è una delle parti più importanti all'interno dell'auto. Secondo lo studio, il peso del seggiolino auto rappresenta dall'1% al 2% dell'intero corpo. Sebbene il seggiolino auto occupi una piccola percentuale del peso totale del corpo. Tuttavia, essendo una delle parti più importanti dell'auto, il suo contributo al processo di alleggerimento dell'intera vettura non può essere sottovalutato.

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

Considerando la capacità di carico dell'auto, il seggiolino svolge un ruolo molto importante nel garantire la sicurezza delle persone a bordo dell'auto in caso di incidente stradale.

Pertanto, lo sviluppo di leggerezza, comfort e sicurezza è una tendenza inevitabile nello sviluppo dei seggiolini per auto. Il materiale composito a fibra lunga ha una varietà di prestazioni eccellenti, migliora la qualità dei seggiolini auto riducendone la qualità, migliora varie prestazioni e allo stesso tempo riduce i costi.

Si può vedere che con il rapido sviluppo dell'industria automobilistica e il continuo miglioramento del livello tecnico nello sviluppo di materiali compositi a fibra lunga, le prospettive di applicazione dei materiali compositi a fibra lunga nei sedili delle auto saranno sempre più ampie.