弗劳恩霍夫开发可用于大批量生产钢与纤维增强的轻质部件的组合工艺

2019年04月19日10:06 来源：复合材料网

为降低重量从而节省能源和资源，近年来，交通运输行业对更轻质部件的需求急剧增加。采用纤维增强复合材料进行局部功能化的钢制混合材料部件，以较轻的重量实现了高力学性能。因此，汽车行业对低成本规模化生产工艺的需求正在迅速增加。在“ComMUion”欧盟研究项目中，弗劳恩霍夫生产技术研究所（简称“IPT”）和弗劳恩霍夫激光技术研究所（简称“ILT”）协同来自行业以及学术界的14家合作伙伴，为汽车和航空应用开发工业化的生产工艺和解决方案，以实现钢和聚合物基复合材料的混合轻量化设计。

新工艺是激光纹理与激光辅助铺放工艺的结合。采用激光对钢制部件进行预处理，可得到所需的粗糙纹理表面结构。这种纹理结构允许连续纤维增强热塑性复合材料直接与钢制部件表面相连接，无须进行其他处理或使用粘接剂。
　　采用铺放工艺可将能够承受一定负荷的热塑性复合材料加强件连接到钢制表面上。采用激光对热塑性带材进行加热，融化的基体树脂即可流入激光刻蚀的纹理槽中，树脂固化后即可将热塑性带材与钢制表面连接为一体。
　　适合大批量生产的组合工艺
　　当需要提高部件的布局力学性能，同时又不希望增重，组合激光工艺的优势就显现出来了。由于无须进行后固化处理，该工艺特别适合批量生产。此外，精确的局部加热，减少了连接两种材料时发生的变形和残余应力。由弗劳恩霍夫ILT开发的这种激光纹理工艺，也能以一种可重复的方式，精确地应用于金属表面需要纹理的位置。

为了验证这项工艺的适应性，研发人员已经完成了由高强钢和单向纤维增强热塑性带材制成的首个示范部件——混合材料的轻质门槛板。

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