, नए किफायती और हल्के मिश्रित सामग्री और मोटर वाहन इंजीनियरिंग के डिजाइन भविष्य कहनेवाला उपकरण को विकसित करने के लिए उद्योग और शिक्षा के विशेषज्ञों के उत्तर पश्चिमी प्रशांत राष्ट्रीय प्रयोगशाला टीम के नेतृत्व में।
अमेरिका नियमों के अनुसार, 2025 तक, औसत ईंधन की अर्थव्यवस्था में मानक कार प्रति गैलन 54.5 मील की दूरी पर, गैलन लगभग 60 प्रतिशत की वृद्धि हुई प्रति वर्तमान 35.5 मील की दूरी के साथ तुलना में पहुँच जाना चाहिए। इसमें कोई शक नहीं है कि वजन घटाने के वाहन ईंधन दक्षता में सुधार करने की मांग ऑटोमोबाइल निर्माताओं है नहीं है कई मायनों में से एक है, और कार्बन फाइबर प्रबलित प्लास्टिक सबसे होनहार हल्के सामग्री से एक है।
हालांकि इस्पात की तुलना में मजबूत, हल्का लेकिन अपेक्षाकृत महंगे कार्बन फाइबर मिश्रण सामग्री, सामग्री के तर्कसंगत उपयोग और इसलिए अधिक जरूरी आवश्यकता होती है। धातु के साथ तुलना में, कार्बन फाइबर कंपोजिट मॉडलिंग, और अधिक जटिल है, क्योंकि कार्बन फाइबर कंपोजिट सामग्री गुण विनिर्माण पर निर्भर इस प्रक्रिया में फाइबर सामग्री, फाइबर लंबाई वितरण और फाइबर उन्मुखीकरण।
आदेश में लंबे समय के कार्बन फाइबर कंपोजिट सामग्री नई आर्थिक टीम एक साथ अग्रणी विशेषज्ञों नॉर्थवेस्ट राष्ट्रीय प्रयोगशाला प्रशांत के विकास में तेजी लाने के लिए, इंजीनियरिंग उपकरण की एक श्रृंखला विकसित करने के लिए इन टीम के सदस्यों में शामिल हैं: कार निर्माता टोयोटा मोटर कॉर्पोरेशन, एक भागों आपूर्तिकर्ता मैक्वेरी संतुष्ट है कि कंपनी, लंबे समय से कार्बन फाइबर सामग्री और प्रौद्योगिकी आपूर्तिकर्ताओं PlastiComp इंक, की प्रक्रिया मॉडलिंग सॉफ्टवेयर Autodesk एक अग्रणी प्रदाता है, साथ ही अनुसंधान भागीदारों विश्वविद्यालयों से - इलिनोइस विश्वविद्यालय, पर्ड्यू विश्वविद्यालय और वर्जीनिया टेक।
टीम को डोई के वाहन टेक्नोलॉजी हल्के सामग्री कार्यक्रम कार्यालय द्वारा वित्त पोषित किया गया था और सॉफ्टवेयर टूल्स ने सफलतापूर्वक जटिल कार्बन फाइबर थर्माप्लास्टिक भागों में फाइबर ओरिएंटेशन और लम्बाई के वितरण की भविष्यवाणी की है।
समग्र भागों कंपनियां की आवश्यकता होती है मोल्ड, ढाला भागों और परीक्षण का निर्माण करने का विकास। यह एक लंबी और कठिन प्रक्रिया है, नहीं नया, अधिक लागत प्रभावी कार्बन फाइबर मिश्रित सामग्री के लिए अनुकूल मोटर वाहन उद्योग का तेजी से विकास कर रही है। प्रशांत द्वारा उपयोग उत्तर पश्चिमी राष्ट्रीय प्रयोगशाला इंजीनियरिंग के विकास सॉफ्टवेयर सत्यापित करने के लिए टीम का नेतृत्व किया, निर्माताओं प्रस्तावित कार्बन फाइबर मिश्रण की तरह लग रहे करने के लिए डिज़ाइन सामग्री की संरचनात्मक विशेषताओं के गठन से पहले 'देख' के लिए सक्षम हो जाएगा। इन उपकरणों की अनुमति देगा निर्माताओं और मोटर वाहन भागों एक तेज गति से डिजाइनरों प्रयोग और नए विचारों का पता लगाने के।
टीम इस्तेमाल किया Autodesk Moldflow सॉफ्टवेयर, एक मॉडल मूल रूप से प्रोफेसर चार्ल्स टकर और उनके सहयोगियों द्वारा विकसित किया गया एक साथ विकसित की है, फाइबर अभिविन्यास और फाइबर लंबाई वितरण पूर्वानुमान का हिस्सा बनाने। टोयोटा, PlastiComp और मैग्ना के मार्गदर्शन में, वे PlastiComp का उपयोग सामग्री, लंबे समय से कार्बन फाइबर, और पर्ड्यू विश्वविद्यालय और वर्जीनिया विश्वविद्यालय परीक्षण किया निकालने के लिए फाइबर की एक समग्र हिस्सा बनाने।
फिर, सिमुलेशन सॉफ्टवेयर के उत्तर पश्चिमी प्रशांत राष्ट्रीय प्रयोगशाला परीक्षण के परिणाम प्रदर्शन का अनुमान और बनाने फाइबर सॉफ्टवेयर और प्रशांत नॉर्थवेस्ट राष्ट्रीय प्रयोगशाला के मॉडल की सटीकता की पुष्टि की तुलना में कर रहे थे पाया कि सॉफ्टवेयर उपकरण सफलतापूर्वक फाइबर लंबाई वितरण की भविष्यवाणी (सही रूप में 100%) और फाइबर अभिविन्यास (88% सटीकता)।
इसके अलावा, इस परियोजना, उत्तर पश्चिमी प्रशांत राष्ट्रीय प्रयोगशाला और टोयोटा मैग्ना के साथ एक साथ, एक मानक स्टील और ग्लास फाइबर मिश्रित सामग्री के खिलाफ लंबे समय से कार्बन फाइबर घटकों के प्रदर्शन और लागत लाभ विश्लेषण करने के लिए के हिस्से के रूप। प्रशांत नॉर्थवेस्ट राष्ट्रीय प्रयोगशाला अध्ययन में पाया गया कार्बन फाइबर प्रबलित 20% की बहुलक मिश्रित प्रौद्योगिकी शरीर प्रणाली वजन में कमी कर सकते हैं। हालांकि, कार्बन फाइबर घटक के उत्पादन लागत 10 गुना स्टील सदस्य की तुलना में अधिक हो सकता है। प्रक्रिया पर और भविष्यवाणी उपकरण का उपयोग कर काफी उत्पादन लागत कम कर सकते हैं संरचना का अनुकूलन, कार्बन फाइबर के रूप में ऑटोमोटिव उद्योग में व्यापक उपयोग के लिए मार्ग को फ़र्श करना