聊聊輕量化設(shè)計(jì)和以塑代鋼及其工程塑料復(fù)合材料

所謂的輕量化是相對于金屬密度高需要降低質(zhì)量的名詞，

設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)針對工業(yè)產(chǎn)品一般講外形設(shè)計(jì)

外形設(shè)計(jì)之后做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選材 加工成型才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要導(dǎo)入材料性能進(jìn)行計(jì)算和模擬

那么什么是輕量化材料？

輕量化材料的設(shè)計(jì)思路；

自從發(fā)明了工程塑料，人類開始把GF玻璃纖維和CF碳纖維，或者M(jìn)F礦物等想辦法混入塑料制成復(fù)合材料顆粒。

采用高溫樹脂Resin塑料樹脂在高溫下添加碳纖維或者玻璃纖維等制作成復(fù)合材料顆粒，碳纖維材模量高，碳纖維在樹脂材料里面均勻分布后在一定的厚度情況下可以形成框架或者蜂窩狀的支撐結(jié)構(gòu)，碳纖維玻璃纖維等增強(qiáng)了樹脂基體的力學(xué)強(qiáng)度，因?yàn)檫@種復(fù)合材料比重低（相對于金屬 鋁合金 鋅合金），所以這種塑料復(fù)合材料的設(shè)計(jì)提升了相比普通未增強(qiáng)樹脂材料的比強(qiáng)度，這種復(fù)合材料比強(qiáng)度超過金屬，采用這種高比強(qiáng)度的材料模具注塑成型-制作機(jī)器人，無人機(jī)，汽車，手機(jī)，飛機(jī)??等的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件，是謂#輕量化設(shè)計(jì)。

比強(qiáng)度

為材料的強(qiáng)度與材料表觀密度之比。比強(qiáng)度越高表明達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度所用的材料質(zhì)量越輕。優(yōu)質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料應(yīng)具有較高的比強(qiáng)度，才能盡量以較小的截面滿足強(qiáng)度要求，同時可以大幅度減小結(jié)構(gòu)體本身的自重。

下圖為典型高強(qiáng)度復(fù)合塑料的比強(qiáng)度和金屬合金的比較。

普通PARA-GF50 與金屬的比較。

如果您要輕量化材料

和替代金屬