热塑性复材助力实现轻量化、节能减排

2019年10月12日09:16 来源：CPRJ中国塑料橡胶

Tepex是特殊化学品公司朗盛旗下的连续纤维增强热塑性复合材料系列，可用于针对乘用车结构部件设计的轻量化应用。

通常情况下，这些应用需要在碰撞中满足一系列极为严格的要求。例如，Tepex可用于制作针对保时捷3D混合设计的轻量化A柱，主要用于敞篷车、敞篷跑车等汽车，并已首次应用于保时捷911软顶敞篷车。

此类A柱中包含由高强度钢制成的嵌件，该嵌件的内部支撑物为由聚酰胺-6基TEPEX Dynalite 102-RG600(2)/47%制成的成型坯料及由Durethan AKV30H2.0制成的加强筋结构，其中Durethan AKV30H2.0的主要原料是聚酰胺66和短玻璃纤维。

整个混合型嵌件与L&L Products开发的L-5235结构泡沫进行摩擦粘合，其强度和刚度可确保A柱拥有与原有高强度钢管设计同等的抗侧翻能力，同时重量减轻了约五千克。此举可降低车辆重心，从而改善车辆的动态性能，助力节能减排。

结构性轻量化车身设计蕴藏无限潜力

“此混合型A柱出色的机械性能证明，以钢板、Tepex坯料、Durethan聚酰胺6或聚酰胺66改性料作为后注射成型材料，并基于L-5235等结构泡沫的混合型嵌件可为车身结构轻量化设计提供巨大的性能潜力。这种材料尤其适用于电动汽车，因为笨重的电池导致它们具有较高的冲击质量，而重量的减轻使得该工艺可应用于更多电动汽车。”朗盛高性能材料业务部(HPM)TEPEX汽车主管Henrik Plaggenborg解释道。

这一混合型复合材料元件的其他潜在应用还包括强化横梁纵梁、B柱C柱、承重电池部件或车门部件等对汽车安全至关重要的部件。

一步法后注射成型工艺

这些混合型复合材料元件由美国L&L Products公司在法国阿尔萨斯地区斯特拉斯堡的工厂进行开发和制造。L&L Products致力于在静密封、声学、减振、结构增强和复合材料组件等领域进行创新并因此享有盛誉。

制造增强元件的第一步是借助混合成型技术对Tepex坯料进行一步成型。随后，基于环氧树脂的泡沫粘合系统受热膨胀，包覆于成型后的复合部件。

包覆完成后，部件直接安装于车身，两者同时通过阴极浸涂(KTL)工艺进行加工。KTL工艺产生的高温导致结构泡沫膨胀并与固定在A柱外壳上的高强度钢板粘合，进而生产出混合型增强嵌件。最后，该部件将进入保时捷开发的全自动化制造流程，接受持续的质量检验。

助力零件设计

作为其HiAnt客户服务的一部分，朗盛在开发混合嵌件和A柱的过程中为保时捷与L&L Products提供了全面支持。“我们提供了模拟Tepex坯料(垂悬)成型、模拟后注射工艺的填充、计算翘曲等服务。我们还确定了材料特性来模拟A柱的机械性能，并将这些数据提供给保时捷。”HPM应用开发专家Marie Olivé表示。

首款全塑料制动踏板

此外，Tepex dynalite已被用于批量生产保时捷的另一个关键安全部件——制动踏板。借助混合成型工艺，这一材料已集成于保时捷918 Spyder、保时捷Macan和保时捷Panamera NF等车型。

作为首款批量生产的全塑料制动踏板，该部件荣获了由塑料工程师学会(SPE)中欧分部举办的“2016年汽车创新奖”车身内饰类一等奖。

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