En los últimos años, las diversas necesidades de las personas en materia de asientos para el automóvil con el rápido desarrollo de la industria del automóvil continúan mejorando: los asientos para el automóvil livianos, multifuncionales, el confort ambiental y la seguridad son las necesidades básicas de las personas en cuanto a asientos para el automóvil. Por lo tanto, estos aspectos se han convertido gradualmente en la dirección principal del desarrollo de las sillas de coche.

El material compuesto de fibra larga está compuesto de resina y material compuesto de fibra larga, con una variedad de características, como alta resistencia, baja densidad, corto tiempo de producción y fácil de formar, adecuado para la tendencia actual de desarrollo de asientos de automóvil, por lo que en el sector automotriz. Poco a poco la industria se ha convertido en el material preferido para las sillas de coche.

Descripción general de los asientos de coche

Los asientos de automóvil se componen principalmente de cuatro partes: funda del asiento, almohada del asiento, espuma del asiento y esqueleto del asiento. Además, debido a las diferentes necesidades del mercado, algunos asientos también cuentan con reposabrazos, soportes para la cintura o componentes de confort relacionados con el masaje. Algunos asientos también tienen otras funciones de almacenamiento, como portavasos y cajones.

En la actualidad, los consumidores exigen cada vez más ligereza, comodidad, seguridad y otros aspectos del diseño de las sillas de coche. Sin embargo, la mayoría de los materiales principales de los asientos convencionales son materiales metálicos, la densidad del metal es pesada y el espacio de desarrollo para mejorar el peso ligero de los asientos de automóvil optimizando únicamente la estructura y el diseño ha sido limitado.

El compuesto reforzado con fibras largas tiene excelentes propiedades mecánicas y puede lograr un efecto de ligereza significativo. Por lo tanto, se aplica gradualmente en el campo de la automoción, no sólo en la mayoría de las piezas simples y sin importancia, sino también en algunas piezas funcionales de formas complejas, como el esqueleto del asiento y el módulo del segmento delantero.

La importancia del peso ligero del automóvil

El peso ligero del automóvil significa que, sobre la base de que se pueden garantizar el rendimiento de seguridad y la resistencia del automóvil, el peso total del automóvil se reduce al máximo, para mejorar la potencia del automóvil y reducir las emisiones y el consumo de combustible.

Según pruebas relevantes, la cantidad de combustible del automóvil tiene la relación más directa con el peso del automóvil en sí: por cada kg de reducción de masa del automóvil, el consumo de combustible de 100 kilómetros se puede reducir entre 0,2 y 0,8 litros, generalmente alrededor del 4%-5% del consumo original. Por lo tanto, en esta etapa, en un contexto en el que el desarrollo del automóvil favorece gradualmente la protección del medio ambiente y el ahorro de energía, el peso ligero del automóvil moderno es de gran importancia en su proceso de diseño y fabricación.

La silla de auto es una de las partes más importantes del interior del coche. Según la encuesta, el peso de la silla de coche representa entre el 1% y el 2% de todo el cuerpo. Aunque la silla de auto ocupa una pequeña proporción del peso total del cuerpo. Sin embargo, al ser una de las partes más importantes del automóvil, no se puede subestimar su contribución al proceso de ligereza de todo el automóvil.

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

Como capacidad de carga del automóvil, el asiento para el automóvil juega un papel muy importante para garantizar la seguridad de las personas en el automóvil cuando ocurre un accidente de tráfico.

Por tanto, el desarrollo del peso ligero, la comodidad y la seguridad es una tendencia inevitable en el desarrollo de las sillas de coche. El material compuesto de fibra larga tiene una variedad de rendimiento excelente, mejora la calidad de los asientos de automóvil al tiempo que reduce su calidad, mejora varios rendimientos al mismo tiempo que reduce el costo.

Se puede ver que con el rápido desarrollo de la industria del automóvil y la mejora continua del nivel técnico en el desarrollo de materiales compuestos de fibra larga, las perspectivas de aplicación de materiales compuestos de fibra larga en asientos de automóvil serán cada vez más amplias.