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朗盛推出采用薄壁设计的大面积结构部件

来自 聚塑网 2017-03-24
聚塑网讯:上海——基于连续纤维强化、半成型热塑性复合材料,可设计出表面积较大、极薄且轻的结构部件。此种部件还上可集成各种功能,正如梅赛德斯-奔驰S系敞篷轿车中厚度仅为一毫米的新款模块支架,能够搭载多个控制器。此种支架选用来自德国布里隆的朗盛子公司Bond-Laminates GmbH所生产的连续纤维强化半成型聚酰胺6复合材料Tepex dynalite 102-RG600(2)/47 %,经由混合成型工艺制造而成。“相较于传统的铝合金结构,我们的方案将部件重量减轻了50%。此外,较轻的重量与集成的功能也简化了装配流程,带来附加的成本效益。”朗盛大客户经理Julian Haspel解释道。
  
  由Tepex dynalite制成的坯料(左);经过定型与压模成型、拥有丰富集成功能的坯料(右)。得益于Tepex dynalite复合材料,此款模块支架的平面区域仅厚1毫米。
  
  联合开发
  
  此款模块支架尺寸为0.5 x 0.5米,安装于汽车后备箱底部,由梅赛德斯-奔驰汽车开发团队协同多个合作伙伴联合开发而成。朗盛设计出此款部件的机械结构概念并针对多种负载情境进行了计算。此款支架的制造商Pöppelmann Kunststofftechnik GmbH & Co.KG则负责部件的详细设计,如功能集成、全自动一站式混合成型工艺的开发,以及部件验证等。制造过程中所用的模具则来自Georg Kaufmann Formenbau AG(www.gktool.ch)。
  
  安全的高温注入工艺
  
  “此款支架原本也可采用简易的注塑成型工艺制成。不过,考虑到部件的表面积较大,采用此种工艺时必须加厚部件壁板,从而确保足够低的注塑压力。虽然由此制成的部件重量也远轻于铝合金结构,但依然存在进一步减重的空间。”Haspel解释道。所以,为了制造出更轻的部件,开发团队决定选用混合成型工艺。通过一次性加工流程将Tepex dynalite原料加热、塑化并定型,然后与朗盛的杜力顿(Durethan)BKV 30 H2.0玻璃纤维强化聚酰胺6材料一同压模成型。“我们的工艺能够克服尺寸问题,妥善安全地处理这种柔软高热的坯料,将其精准地嵌入模具之中,从而帮助提升制造工艺的稳定性。”朗盛的结构部件专家Gregor Efes表示。
  
  比铝合金方案更合算
  
  混合成型工艺有助于发挥注塑成型的优势。例如,在部件成型过程中即可制出螺丝座、夹头、加强筋与导向件。“在安装控制器的过程中,夹头能够取代螺丝,因而组装起来十分方便。”Efes表示。
  
  复杂的几何结构在复合材料设计中也可实现
  
  在成功完成奔驰的开发项目之后,朗盛开始与其他系统供应商及汽车制造商合作,开发更多采用混合设计的大面积模块支架。“凭借出众的刚度、硬度与悬垂性能,Tepex复合材料在托架所面临的有限安装空间、复杂几何结构挑战下展现出极大的应用潜力。”Efes阐述了未来前景。在此背景下,所有的塑料部件都有望发挥出更加卓越的阻尼性能(NVH,车辆振动噪音控制)。
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