نوع فایل: word
قابل ویرایش 90 صفحه
مقدمه:
افزایش مدل، بهبود عملکرد به همراه حفظ امنیت، کیفیت و سوددهی، از مواردی است که در صنعت خودروی امروز مورد توجه قرار می گیرد. با توجه به موارد فوق، توسعه مواد و فرایندهای تولید جدید ضروری بنظر می رسد.توسعه علم مواد طی 20 سال گذشته فرصتهای بسیاری را برای صنعت ایجاد کرده است.
معرفی مواد جدید این امکان را فراهم ساخته است که صنعت بتواند با افزایش محصول، بهینه کردن عملکرد و در بسیاری از موارد، بهبود امنیت و روشهای مدیریت محیط زیست، درهای توسعه را به روی خود بگشاید.
عمده ترین عوامل محرک ایجاد تکنولوژی های جدید عبارتند از قیمت، امنیت، کیفیت، ایجاد سبک جدید، اقتصاد سوخت، عملکرد بهینه، راحتی و قابلیت بازسازی. بدون شک امروزه فشار زیادی از طرف مصرف کنندگان بر تولیدکنندگان خودرو برای کاهش مصرف سوخت وارد می شود. مهمترین روش کاهش مصرف سوخت، کاهش وزن خودرو است. 10 درصد کاهش وزن خودرو، حدود 5.5 درصد مصرف سوخت را کاهش می دهد. به بیان دیگر، 91کیلوگرم کاهش در وزن خودرو، بازدهی سوخت را به میزان تقریباً 0.43 کیلوگرم بر لیتر افزایش می دهد.
اگر چه خواست مشتری و قوانین دولتی محرکهایی برای ایجاد تکنولوژی جدید می توانند باشند، اما رقابت نیز تعیین کننده است. بیشترین عامل رقابتی، تولید خودرویی است که هم خواسته های مشتریان را برآورده کند و هم استاندارهای وضع شده را ولی با ارزانترین قیمت. ذکر این نکته ضروری است که کاهش قیمت فقط شامل مواد بکار رفته نمی شود بلکه روشهای تولید، و چرخه های بازیابی را نیز شامل می شود.
کامپوزیت از جمله مواد جدیدی است که می تواند خواستهای خودروسازان را در موارد فوق برآورده کند.
اما یکی از موانع بکارگیری کامپوزیتها در صنعت خودرو، هزینه بالای مورد نیاز در بخش تحقیق و توسعه مربوط به آن می باشد.
نکته دیگر آنکه خودروها یکی از منابع آلاینده محیط زیست می باشند که چه در حین مصرف (تولید گازهای گلخانه ای) و چه پس از دورة عمر (قطعات غیرقابل بازیافت) باعث آلودگی محیط زیست می گردند. بر این اساس سیاست های توسعه ای کشورهای پیشرفته به نحوی شکل گرفته که صنایع خودروسازی را در جهت توسعه و کاربرد کامپوزیت های قابل بازیافت تشویق نماید.
امروزه صنعت خودروسازی از تکنولوژی کامپوزیت (مواد مرکب)، در جهت کاهش وزن و افزایش عمر خودروها استفاده می کند و انتظار می رود در خودروهای آینده کامپوزیتها بخش بزرگی از خودرو را تشکیل دهند. با این حال این تکنولوژی در کشور ما چندان توسعه نیافته است.
در کشور ما به علت تحولات جهانی در صنعت خودرو، توجه به تکنولوژی کامپوزیت افزایش یافته است. اما هنوز استفاده از قطعات کامپوزیتی در صنایع خودروسازی کشور بیشتر جنبه تقلیدی دارد تا استفاده آگاهانه و هدفمند. به همین دلیل برخی از کارشناسان معتقدند استفاده از کامپوزیت در صنعت خودروی کشور ما جذابیت خود را از دست داده و گزینه مناسبی نمی باشد.
آنها معتقدند کامپوزیت با اهداف کلانی که ما در صنایع خودرو به دنبال آن هستیم، یعنی پیشرفت و رسیدن به سطح قابل رقابت با شرکتهای خودروسازی خارجی، سنخیتی ندارد و نیاز واقعی صنعت خودرو ما در حال حاضر کامپوزیت نیست. آینده کامپوزیت در خودروسازی ایران معلوم نیست حتی ممکن است ظرف 5 سال آینده استفاده از کامپوزیتها محدودتر از این هم شود؛ به عنوان مثال اوایل داشبوردها SMC بودند اما در حال حاضر از ABS ساخته می شوند. قطعه تقویتی سپر خودرو سمند نیز درحال حاضر GMT است در حالی که قبلا از ناودانی ساخته می شد و ارزانتر بود. تنها مزیت GMT سبک بودن آن است و از نظر طول عمر و دوام در مقایسه با فولاد ضعیفتر است.
توسعه تکنولوژیهای نوینی نظیر تکنولوژی کامپوزیت در ایران بسیار زمانبر است زیرا راهی است که کشورهای پیشرفته حدود 20 سال پیش شروع کرده اند و حال به نتیجه رسیده اند. ممکن است ظرف چند سال آینده تکنولوژی برتر و جدیدی جایگزین شود در حالی که ما هنوز در اول راه هستیم و باید این روش را نیز رها کنیم و به دنبال آن تکنولوژی جدید برویم.
در کشورهای بزرگ صنعتی بعد از استفاده بهینه و بهره برداری از دستگاه آنها را از رده خارج می کنند و وقت و هزینه صرف تعمیر و نگهداری آن نمی کنند بلکه آن را به کشورهایی نظیر کشور ما می فروشند.
یکی دیگر از مشکلات عمده صنعت کامپوزیت تهیه مواد اولیه است که باید عمدتاً از خارج به کشور وارد شوند و تولیدکنندگان داخلی قادر به تولید آن نیستند.
با اینکه تا چند سال قبل استفاده از کامپوزیت های SMC و GMT در کاربرد های اتاقک موتور Under-the-hood ) ( از مقبولیت خاصی برخوردار بودند، امروزه بدلیل حجم سرمایه گذاری بالا، بالا بودن دورریز مواد و غیره جایگاه خود را بشدت از دست داده اند و تکنولوژی های رقیب مانند آمیزه کاری مستقیم( Direct-compounding ) جای آنها را گرفته اند. امروزه به ندرت می توان در توسعه خودروهای جدید، قطعات کامپوزیتی به مفهوم متداول آن را یافت و سمت و سوی صنعت خودرو در زمینه استفاده از کامپوزیتها به موارد خاص سوق پیدا کرده است. تکنولوژی برتر دنیا در زمینه کامپوزیت، تکنولوژی ترکیبی (Hybrid Technology) است، در این تکنولوژی یک تقویت کننده (Insert) فلزی را در داخل قالب قرار می دهند و پلیمر مذاب را روی آن تزریق می کنند. قیمت ارزانتر، کاهش وزن و عدم نیاز به جاسازی محل مونتاژ قطعات از مزایای این روش است.
اما مشکل اصلی گرانی تکنولوژی های جدید می باشد که انتقال آنها را مشکل می کند؛ از سوی دیگر این تکنولوژی تنها در کشورهایی تولید می شود که دارای پیشینه زیادی در این زمینه می باشند و صحبت کردن از تولید این تکنولوژی در ایران به این زودی ها امکان پذیر نیست.
ما تنها از دستاوردهای کشورهای دیگر استفاده می کنیم و تولید تکنولوژی نداریم و یا اگر داریم بسیار محدود است. شاخص های مورد نیاز برای رشد و توسعه تکنولوژی را جایی تعیین می کنند که پایه های تکنولوژی در آنجا رشد کرده و محکم شده است. در کشور ما که در آغاز راه است، تعیین شاخص ها بر عهده دانشگاه است؛ و بنابراین همکاری تنگاتنگ دانشگاه و صنعت در این زمینه لازم و ضروری است.
دکتر شریعت پناهی، عضو هیات علمی دانشگاه تهران، در گفتگو با دفتر مطالعات توسعه تکنولوژی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، به مزایا و معایب قطعات کامپوزیتی خودرو اشاره کرد و به تشریح موانع گسترش این تکنولوژی در صنعت خودروی ایران پرداخته است:
دکتر شریعت پناهی عمده ترین دلیل عدم اشتیاق خودروسازان داخلی به استفاده از تکنولوژیهای نو را
ماهیت غیررقابتی بازار و دولتی یا نیمه دولتی بودن این صنعت دانست و یادآور شد که صنایع معمولاً به
یکی از دلایل سه گانة زیر در زمینة تکنولوژی های نو سرمایه گذاری می کنند:
1-تقاضای بازار: بدین معنی که تولیدکننده برای حفظ سهم خود از بازار ناگزیر است به خواستها و سلیقه های مشتری تن در دهد و برای این کار نیازمند استفاده از فناوری های جدید برای ایجاد و یا ارتقای ویژگیهای مورد نظر مشتری است.
2- مقررات دولتی: که صدور مجوز ورود محصول به بازار را منوط به رعایت استانداردهای خاصی نظیر استانداردهای زیست محیطی و یا ایمنی می نماید.
3- نیاز به کسب و یا حفظ برتری تکنولوژیک: به ویژه در عرصه های استراتژیک (نظیر صنعت نفت) و یا عرصه های دفاعی.
عامل تقاضای بازار در کشور ما خودروسازان را به سمت تکنولوژی های نوین سوق نمی دهد. متاسفانه به دلیل شرایط اقتصادی جامعه، بخش اعظم مشتریان خودرو در جامعة ما که برای امرار معاش و یا برای تامین استانداردهای اولیة زندگی به خودرو نیاز دارند، قادر به پرداخت بهای اضافی برای برخورداری از تکنولوژی بالاتر نیستند و ترجیح می دهند خودرویی با ویژگیها و امکانات ابتدایی تر ولی با قیمت و هزینه های نگهداری کمتر خریداری کنند.
از سوی دیگر تفهیم این واقعیت که پرداخت بهای بیشتر برای محصولی که از تکنولوژی جدیدتری (نظیر کامپوزیتها) بهره می برد، در درازمدت و از طریق صرفه جویی در مصرف سوخت به نفع مشتری خواهد بود، نیازمند فعالیت فرهنگی گسترده ای می باشد. ولی حتی در صورت تفهیم نکتة فوق، باز هم تنگناهای مالی، مشتری را وادار خواهد داشت که به هزینة سوخت مصرفی به چشم بازپرداخت یک وام کم بهره و طویل المدت بنگرند و باز هم رغبتی به خرید خودروی با تکنولوژی بالاتر ولی گرانتر نشان ندهد، به این ترتیب روشن می شود که چرا در کشور ما تقاضای بازار عامل محرکی برای خودروسازان در استقبال از تکنولوژی کامپوزیت نیست.
مقررات التزام آور دولتی و زیست محیطی خوب است ولی شرکت ها باید در انتخاب تکنولوژی آزاد باشند.
دکتر شریعت پناهی در مورد عامل دوم یعنی مقررات دولتی، به تجربة نسبتاً موفق اجباری شدن رعایت مقررات زیست محیطی در زمینة میزان مجاز آلاینده های خودرو اشاره کرد و اظهار داشت که جدی بودن دولت در اعمال این مقررات، خودروسازان را واداشته است تا به سراغ تکنولوژیهای مختلف کاهش آلاینده ها بروند و اگر نظیر همین مقررات در زمینه های دیگری نظیر مصرف سوخت خودروها و یا قابلیت بازیافت آنها نیز وضع و اعمال شود، خودروسازان خودبخود به سراغ تکنولوژی هایی که آنان را در دستیابی به استانداردهای اجباری شده یاری دهد، خواهند رفت.
نکتة مهم در این میان آن است که دولت و موسسات سیاستگذار وابسته به آن نباید به دنبال یافتن و اجباری کردن راه حلهای کارشناسی باشند، بلکه وظیفة آنها باید به وضع و نظارت بر اجرای قوانین بازی محدود گردد. این که هر خودروساز چگونه و با استفاده از کدام تکنولوژی موفق به گذراندن مقررات می شود، مساله ای است که شرکت ها باید دربارة آن تصمیم بگیرند و همین آزادی عمل است که زمینة خلاقیت و دستیابی به فناوریهای مختلف را فراهم می سازد. {3}
فهرست مطالب:
فصل اول مقدمه
1-1 کلیات
2-1 بررسی عامل حفظ برتری تکنولوژیک
3-1 هدف
4-1 محتوای فصول
فصل دوم آشنایی با کامپوزیت ها
1-2 کلیات
2-2 کامپوزیت ها چه هستند ؟
3-2 ویژگی های اصلی کامپوزیت ها
4-2 نقش الیاف در ساختار مواد کامپوزیتی ( مواد مرکب لیفی )
5-2 الیاف شیشه ( Glass Fibre )
6-2 SMC چیست ؟
7-2 WPC چیست ؟
8-2 الیاف کربن و گرافیت در کامپوزیت ها
9-2 الیاف آرامید در کامپزیت ها
10-2 رزین های پلی استر
11-2 رزین های اپوکسی
12-2 فرایند RTM و مزایای آن
13-2 چرا کامپوزیت ها متفاوتند؟
14-2 صنعت کامپوزیت ها
12-2 مزایای کامپوزیت ها
16-2 کامپوزیت ها تا چه مدت کار می کنند؟
فصل سومکاربرد کامپوزیت در صنعت خودرو سازی
1-3 کلیات
2-3 مزایا و صرفه جویی ها
3-3 روش های تولید کامپوزیت با زمینه پلیمر وکاربرد آن در خودرو
4-3 کامپوزیت های قابل بازیافت در فوق خودرو ها Hyper car
5-3 استفاده از کامپوزیت های چوب - پلاستیک در صنعت خودرو
6-3 کاربرد کامپوزیت های فیبر طبیعی در بدنه خودرو ها
7-3 کاربرد کامپوزیت های سبز در صنایع خودرو
8-3 کاربرد کامپوزیت ها در قطعات خودرو
9-3 تازه های صنعت کامپوزیت در خودرو
10-3 کاربرد الاستومر EPDM در صنعت خودرو
11-3 تحلیل در خصوص استفاده از نانو مواد در صنعت خودرو
12-3 تحلیل در قطعات صنعت خودرو
فصل چهارم نتایج و پیشنهادهایی برای کارهای آینده
منابع
فهرست اشکال:
شکل 1-3 ) کاربرد کامپوزیت های غیر طبیعی در بدنه خودروها
شکل2-3) کاربرد کامپوزیت
شکل3-3) خواص کششی کامپوزیت
فهرست جداول:
جدول 1-2 ترکیبات در انواع الیاف شیشه
جدول 2-2 خواص انواع الیاف شیشه
جدول 3-2 مقایسه خواص پلیمرهای گرما سخت و گرما نرم در کامپوزیت ها
چدول2-4 خواص گروهی از مواد کامپوزیت
منابع و مأخذ:
1) ج. قضاتی مصلح آبادی، استاندارد در قطعات و مواد، نشر سیمای دانش، 1388.
2) ج. قضاتی مصلح آبادی، تکنولوژی و کاربرد لاستیک (پلاستیک و کامپوزیت در صنایع خودرو سازی)، نشر علوم، 1387.
3) م. اسماعیلی، دوره آموزشی ساخت کامپوزیت ها، تهران، 1386.
4) م. امیرخیزی، آمیزه کاری در صنایع پلیمری، نشر جهان نو، 1384.
5) Industrial application of nanomaterials- chances and risks; Future technologies Division of VDI Technologiezentrum
6) European White Book on fundamental research in materials science MAX- PLANCK- Institute fur Metallforschung Stuttgart
7) Foresight Vehicle Technology Roadmap: Technology and Research Directions for Future Road Vehicles (http://www.foresightvehicle.org.uk)
8) Study: NanoCar- Nanotechnology and Converging Technologies in Automotive Industry 2003- 2006- 2010- 2015 by Helmut Kaiser Consultancy
9) "Nanocomposites in the automotive industry" by Gary Lownsdale (www.compositesworld.com)
پروژه کابرد کامپوزیت در صنایع خودرو سازی. doc