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熱塑性復(fù)材助力實現(xiàn)輕量化、節(jié)能減排
????????Tepex是特殊化學品公司朗盛旗下的連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料系列，可用于針對乘用車結(jié)構(gòu)部件設(shè)計的輕量化應(yīng)用。
????????通常情況下，這些應(yīng)用需要在碰撞中滿足一系列極為嚴格的要求。例如，Tepex可用于制作針對保時捷3D混合設(shè)計的輕量化A柱，主要用于敞篷車、敞篷跑車等汽車，并已首次應(yīng)用于保時捷911軟頂敞篷車。
????????此類A柱中包含由高強度鋼制成的嵌件，該嵌件的內(nèi)部支撐物為由聚酰胺-6基TEPEX Dynalite 102-RG600(2)/47%制成的成型坯料及由Durethan AKV30H2.0制成的加強筋結(jié)構(gòu)，其中Durethan AKV30H2.0的主要原料是聚酰胺66和短玻璃纖維。
????????整個混合型嵌件與L&L Products開發(fā)的L-5235結(jié)構(gòu)泡沫進行摩擦粘合，其強度和剛度可確保A柱擁有與原有高強度鋼管設(shè)計同等的抗側(cè)翻能力，同時重量減輕了約五千克。此舉可降低車輛重心，從而改善車輛的動態(tài)性能，助力節(jié)能減排。
????????結(jié)構(gòu)性輕量化車身設(shè)計蘊藏無限潛力
????????“此混合型A柱出色的機械性能證明，以鋼板、Tepex坯料、Durethan聚酰胺6或聚酰胺66改性料作為后注射成型材料，并基于L-5235等結(jié)構(gòu)泡沫的混合型嵌件可為車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計提供巨大的性能潛力。這種材料尤其適用于電動汽車，因為笨重的電池導(dǎo)致它們具有較高的沖擊質(zhì)量，而重量的減輕使得該工藝可應(yīng)用于更多電動汽車。”朗盛高性能材料業(yè)務(wù)部(HPM)TEPEX汽車主管Henrik Plaggenborg解釋道。
????????這一混合型復(fù)合材料元件的其他潛在應(yīng)用還包括強化橫梁縱梁、B柱C柱、承重電池部件或車門部件等對汽車安全至關(guān)重要的部件。
????????一步法后注射成型工藝
????????這些混合型復(fù)合材料元件由美國L&L Products公司在法國阿爾薩斯地區(qū)斯特拉斯堡的工廠進行開發(fā)和制造。L&L Products致力于在靜密封、聲學、減振、結(jié)構(gòu)增強和復(fù)合材料組件等領(lǐng)域進行創(chuàng)新并因此享有盛譽。
????????制造增強元件的第一步是借助混合成型技術(shù)對Tepex坯料進行一步成型。隨后，基于環(huán)氧樹脂的泡沫粘合系統(tǒng)受熱膨脹，包覆于成型后的復(fù)合部件。
????????包覆完成后，部件直接安裝于車身，兩者同時通過陰極浸涂(KTL)工藝進行加工。KTL工藝產(chǎn)生的高溫導(dǎo)致結(jié)構(gòu)泡沫膨脹并與固定在A柱外殼上的高強度鋼板粘合，進而生產(chǎn)出混合型增強嵌件。最后，該部件將進入保時捷開發(fā)的全自動化制造流程，接受持續(xù)的質(zhì)量檢驗。
????????助力零件設(shè)計
????????作為其HiAnt客戶服務(wù)的一部分，朗盛在開發(fā)混合嵌件和A柱的過程中為保時捷與L&L Products提供了全面支持。“我們提供了模擬Tepex坯料(垂懸)成型、模擬后注射工藝的填充、計算翹曲等服務(wù)。我們還確定了材料特性來模擬A柱的機械性能，并將這些數(shù)據(jù)提供給保時捷。”HPM應(yīng)用開發(fā)專家Marie Olivé表示。
????????首款全塑料制動踏板
????????此外，Tepex dynalite已被用于批量生產(chǎn)保時捷的另一個關(guān)鍵安全部件——制動踏板。借助混合成型工藝，這一材料已集成于保時捷918 Spyder、保時捷Macan和保時捷Panamera NF等車型。
????????作為首款批量生產(chǎn)的全塑料制動踏板，該部件榮獲了由塑料工程師學會(SPE)中歐分部舉辦的“2016年汽車創(chuàng)新獎”車身內(nèi)飾類一等獎。
