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比同类金属板轻30%,豪华轿车的轻型后备箱凹槽的材料秘密就在……

来源:朗盛 发布时间:2021-10-14 1770
化工塑料橡胶改性塑料原料及混合物工业金属加工汽车制造材料与轻量化 应用及案例
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在轻量化设计中,Tepexdynalite连续纤维增强热塑性复合材料日益被用来替代金属。朗盛这些复合材料的一项新应用是制造梅赛德斯-奔驰S级轿车上用来容纳48V车载电源电池的后备箱凹槽。这些复合材料部件可以承受高机械应力,并且比同类金属板部件轻约30%。

在轻量化设计中,Tepexdynalite连续纤维增强热塑性复合材料日益被用来替代金属。朗盛这些复合材料的一项新应用是制造梅赛德斯-奔驰S级轿车上用来容纳48V车载电源电池的后备箱凹槽。这些复合材料部件可以承受高机械应力,并且比同类金属板部件轻约30%。“发生碰撞时,必须确保电池不会穿透或以任何方式损坏凹槽壁。我们基于织物的复合材料具有高强度和高刚度,能够实现这一目标。”朗盛Tepex应用专家Klaus Vonberg博士说道。“这种复合材料设计还能确保后备箱凹槽的密封性,防止水、电池电解液等流体沁入或渗出。”


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降低成本的功能集成


安全部件是采用经济的复合成型工艺制造而成的,其中使用的坯料是用水切割机生产的,尺寸约为110x80厘米。这种坯料由基于聚酰胺6的Tepexdynalite 102-RG600(2)制成,并用两层连续玻璃纤维织物进行增强。朗盛的易流动性聚酰胺6杜力顿BKV60H2.0EF DUS060用作回注材料,能以较低的成本实现紧固件和加强筋的集成。其质量的60%为短玻璃纤维,这也使其非常坚固,能够完美地与Tepex结合使用。


复杂的成型工艺


坯料的成型(悬垂)是通过压模机进行的,这是一个高度复杂的过程,其原因在于高拉伸比等。这是因为复合材料不会像金属板那样出现塑性延伸,而需要顺应纤维材料的移动(悬垂)发生变形,这意味着在成型过程中复合板材必须从外部连续往内补充变形。如果移动幅度过大,纤维会抑制成型过程,从而导致断裂,并影响后续过程。


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一体化仿真节省开发成本


朗盛采用一系列计算模型精确模拟悬垂过程,从而预测分析成型效果并采取相应措施。朗盛不仅可以确定坯料的最佳二维切割几何形状,还能根据客户的加工概念对坯料的成形行为进行虚拟分析,从而尽早确定并消除缺陷。在设计这些过程时,可以带来巨大的节约潜力。“对于后备箱凹槽,我们还会判断在成型过程中何时会达到织物的临界剪切角、哪里会起皱以及纤维何时开始断裂,”Vonberg说道。“我们的计算和模拟还有助于确保部件的圆角能够承受预期的负载。”此外还模拟了连续纤维本身在部件区域(例如圆角)的局部取向和明显的三维轮廓。这是利用一体化仿真精确预测机械部件性能的先决条件。“所有这些都是我们以HiAnt品牌提供的服务的一部分,我们通过这项服务支持客户的开发专家设计后备箱凹槽,”Vonberg说道。


更多系列应用


在梅赛德斯-奔驰C级轿车中,Tepexdynalite现在还用于制造容纳车载电源电池的后备箱凹槽。“我们也看到了电动汽车领域的巨大潜力——包括安全设备、完整的电池系统外壳或用于引擎盖下提供的装载空间的部件,这是因为我们的轻型结构材料比金属轻得多,有助于增加电动汽车的续航里程。”Vonberg在展望未来时说道。


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