Jakie są zalety i wady korpusu z włókna szklanego?

16

Włókno szklane jest ważnym materiałem do budowy łodzi. Jest dobrze przetestowany i trwały. Przez lata podejmowano niewiele prób zastosowania włókna szklanego, jak w przemyśle motoryzacyjnym:

Ogólnie rzecz biorąc, podczas gdy korpus z włókna szklanego jest stosowany w przemyśle, nie jest on powszechnie stosowany. Czemu? Jakie są zalety i wady i dlaczego przewyższają plusy?

Koder
źródło
5
Wszystkie korwety ('53 C1 do aktualnego C7) mają korpusy ze szkła lub włókna węglowego.
MooseLucifer
@MooseLucifer dobry punkt, edytuję pytanie, aby to odzwierciedlić.
Koder
1
Lotus Europa był również korpusem z włókna szklanego. Większość stali była w podwójnej ramie „Y” i zderzakach.
cdunn
co z Henry Fordem?
user1886419
2
@cdunn - wiele samochodów Lotus używa nadwozia GRP ze stalowym podwoziem. Elan, Elan +2, Europa, Esprit, Elite (lata 70.), Eclat i Excel. Oryginalna Elite używała GRP monocoque bez oddzielnego podwozia, ale była kosztowna w produkcji i przeszła na stalowe podwozie z tańszym Elanem.
Kickstart

Odpowiedzi:

16

Myślę, że główną wadą włókna szklanego (inaczej tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym lub tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym) jest to, że pęka i pęka pod wpływem uderzenia, a nie deformuje i pochłania energię taką jak metal - tak więc samochód z nadwoziem GRP nadal potrzebuje wewnętrznej struktury zderzeniowej, aby chronić mieszkańcy, usuwając wiele zalet.

Brytyjskie samochody Reliant (szczególnie Scimitar) w latach 70. miały nadwozie z GRP, a wiele z nich zostało złomowanych z powodu rdzy w wewnętrznych rolkach - które są połączone z karoserią i bardzo trudne do naprawy!

Większość zastosowań w ostatnich czasach dotyczyła pojedynczych paneli, szczególnie tych nienośnych, takich jak panele dachowe na furgonetkach i ciężarówkach - gdzie istnieje kolejna zaleta, ponieważ niepomalowany stosunkowo cienki panel GRP jest półprzezroczysty, a więc pozwala na światło przestrzeń ładunkowa, a także lekka obniżka środka ciężkości pojazdu.

Nick C
źródło
1
Podejrzewam, że głównym powodem tego, że nie jest używany, jest to, że stal jest bardzo tania, bardzo szybka w produkcji masowej paneli za pomocą automatycznego stempla i może być szybko przyspawana. Dodatkowa waga jest tylko wadą masowej produkcji i ekonomii skali.
Steve Matthews
Bardzo dobra odpowiedź. W tej chwili powstrzymuję się od wyboru „zaakceptowanego”, ponieważ każdy z nich do tej pory daje mi inny i ważny punkt widzenia na moje pytanie. Na marginesie: nie mogę znaleźć odniesienia do „włókna szklanego” jako nazwy marki. Znajduję tylko „alternatywną nazwę dla GRP”. Czy możesz wskazać mi właściwy kierunek?
Koder
Moje badania sugerują, że włókno szklane jest nie marka, to tylko rodzaj plastiku wzmocnionego włóknem. Według Wikipedia , Plastic Reinforced Plastic (GRP) to kolejna nazwa włókna szklanego. Firma Owens Corning opatentowała swoje tak zwane „fibreglas” w 1936 r., Co wydaje się być niemiecką pisownią z włókna szklanego. Podczas gdy to moc zostały uznane za chronioną nazwę w pewnym momencie (nie mam powodu, aby w to wierzyć), włókno szklane nie jest.
Poisson Fish
@PoissonFish Naprawiono błąd ... Próba wyszukania „nazwy marki z włókna szklanego” wywołuje to pytanie!
Nick C
Z pewnością brzmi to jak nazwa marki. To też byłoby moim przypuszczeniem.
Poisson Fish
13

Plusy

  • Lekki.
  • Nie rdzewieje.
  • Nie dostaje wgnieceń.

Cons

  • Łamie / pęka, jeśli zbyt mocno się wygina.
  • Nie jest tak wytrzymały jak metal.
  • Może deformować się pod wpływem ciepła.
Marko Tõnisson
źródło
2
Proste i jasne - idealne.
I have no idea what I'm doing
Podoba mi się również odpowiedź, ale walczyłbym z twoją drugą „con”: GRF nie rdzewieje jak metal. Widziałem, że jedna 67 Corvette wyglądała przynajmniej na „odbudowalną” z punktu widzenia ciała, ale ponieważ samochód siedział w stojącym basenie z wodą przez 20 lat, dolne pół metalowe elementy były przepuszczone.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
12

Głównym powodem jest prawdopodobnie koszt.

Stalowe panele wymagają drogich narzędzi do ich produkcji, ale po dokonaniu inwestycji w to oprzyrządowanie panele mogą być produkowane szybko i tanio. Upuść płaską blachę stalową i po kilku sekundach będziesz miał kształtny panel.

Dzięki GRP oprzyrządowanie jest stosunkowo tanie, ale wyprodukowanie panelu z tego oprzyrządowania zajmuje dużo czasu. Maty należy przyciąć do kształtu, a następnie ułożyć (najprawdopodobniej ręcznie), przy zachowaniu starannego wyrównania nakładających się obszarów. Niektóre sekcje wymagają dokładnego wyrównania „ziarna” maty. Następnie można dodać żywicę. Aby zminimalizować wagę (i utrzymać ją na stałym poziomie), panel będzie wymagał workowania, aby wyssać nadmiar żywicy podczas jej utwardzania, co wymaga czasu.

Włókno węglowe jest podobne, ale jeszcze bardziej czasochłonne.

Jeśli produkujesz kilkaset paneli, oszczędności kosztów narzędzi z GRP przewyższają wysokie koszty pracy, ale gdy dotrzesz do tysięcy, koszty pracy stają się nieekonomiczne. Stąd nadwozie GRP jest często używane w pojazdach o ograniczonej produkcji

Podejrzewam, że kolejną ważną kwestią dla pojazdów produkcyjnych jest możliwość recyklingu paneli GRP.

Zwróć uwagę, że nawet w latach 50-tych Lotus wprowadził do produkcji samochód z nadwoziem z pojedynczego korpusu GRP bez oddzielnego podwozia.

Kickstart
źródło
3
Aby dodać do pierwszego akapitu: panele mogą być produkowane szybko, tanio i niewiarygodnie spójnie z bardzo małymi odmianami. Regulacje narzędzi i naprawy mogą być wykonane szybko, redukując przestoje. Dodanie do drugiego akapitu: Inną metodą jest dmuchana mata szklana. Pozwala to na stosunkowo szybkie nakładanie materiału do formy, ale cierpi z tego powodu sprzątanie i dokładne stosowanie oraz spójność.
Tobin S
To powinna być najlepsza odpowiedź; wszystkie inne są prostymi zagadnieniami projektowymi.
Wren
4

Jedną z rzeczy, o której większość ludzi nie wspomina, jest stabilność UV: nawet z tak zwanymi inhibitorami UV, każdy GRP, który pozostanie w słońcu, zacznie się pogarszać: żywice staną się kruche, a kolorowa górna powierzchnia żelkotu dostanie pająka -web jak pęknięcia i tracą kolor. Widziałem, jak Lotus Europas wygląda na gotowych do rozpadu, tylko dlatego, że są w słońcu od kilku dziesięcioleci (a to jest znacznie trudniejsze do naprawienia niż rdza) GRP jest popularny przez wiele dziesięcioleci dzięki producentom zestawów i producentów niskoprodukcyjnych (w latach 50-tych lotos był w swojej metodologii bardzo podobny do firmy kit-car), więc jest dobry dla niskich kosztów produkcji (oprzyrządowania i konfiguracji).

Z drugiej strony, znacznie szybsze jest posiadanie dedykowanego panelu do tłoczenia stali po panelu, zwykle z szybkością jednego lub więcej sekund. Szkło zwykle zajmuje kilka godzin do ustawienia lub utwardzenia, zanim będzie można je wyjąć z formy. więc z jednej strony możesz produkować karoserie samochodowe z minimalnymi kosztami konfiguracji (sporo form, które stosowałem przez lata, zostały wykonane z drewna z warstwą szkła i żelkotu, aby uzyskać ładną powierzchnię, a następnie wypraski z ) w porównaniu z kosztem produkcji stalowych matryc do prasowania, ale z drugiej strony, dzienna produkcja nadwozi ze stali będzie znacznie wyższa, czego chcą główni producenci.

Nathan
źródło
Problem polega na pogorszeniu 43 lat. Żadne samochody nie są zaprojektowane na 43 lata wytrzymałości.
Wren