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结构泡沫混合材料轻量化潜力 车辆可减重40多公斤

(图源:plasticstoday)

据外媒报道,德国汉高(Henkel)携手RLE International工程咨询公司,全面检测和验证高性能结构泡沫塑料,在汽车车身和封闭部件轻量化方面的应用潜力。研究表明,与传统纯金属结构相比,采用含结构泡沫和增强材料的纤维增强聚合物组件,每辆汽车可减重40多公斤。

车身部件,尤其是封闭件,一直是汽车工程轻量化应用的重心,因为它们是汽车上最大的部件之一。即使钢厚度只减少0.1毫米,也能使车体总重降低数公斤之多,明显降低燃料或电力消耗,以及碳排放。然而,对大多数现代汽车来说,想要进一步降低钢材厚度,需要面临很大的挑战。因为这可能导致机械强度不足,影响碰撞保护性能。

汉高汽车与运输部门主管David Caro表示:“在研究过程中,我们采用全新的方法,通过混合纤维和结构泡沫增强聚合物解决方案,取代传统全金属设计,探讨克服这些障碍的可能性。研究结果证实,通过选择性泡沫和增强材料,优化纤维增强塑料框架或载体的刚度,我们可以进一步实现减重。同时,不影响典型碰撞场景安全性,并提升成本竞争力。”

这种混合部件,采用高纤维增强聚合物(FRP)和选择性增强材料(源于汉高Teroson EP结构泡沫)制成实体框架或载体。泡沫在被注入预定部分的载体中,在电泳涂装烘箱中膨胀,并在混合组件和白车身的相邻部件之间创建刚性连接。根据具体的泡沫等级,这种非固化材料,可在15分钟或更短的时间内进行固化,抵抗正常的汽车清洗和磷化解决方案,以及电浸涂层。

该综合项目主要涉及SUV的主要车身部位和封闭部件,包括保险杠、挡泥板、门和门柱,以及门槛、侧板和尾门。RLE International新业务开发项目经理Tobias Wigand表示:“我们进行大量的有限元工程,以及符合标准规范的碰撞模拟试验,经过若干连续性优化周期,才推出最终的设计。对于侧门等部件来说,比起起初的全铝设计,我们的混合结构塑料和泡沫解决方案,甚至能够超过预期表现。”

在研究过程中,所进行的碰撞模拟测试严格遵循国际汽车标准。总体而言,这种源自汉高Teroson EP结构泡沫的混合设计,通过了所有测试,符合变形和碰撞要求。比起传统全金属部件,可大幅减轻重量。汉高和RLE International在混合结构设计技术基础上,提供全包式联合服务,从提出概念、推出产品,再到系列生产,确保开发、设计和材料加工过程的安全性和可持续性。可以根据客户要求,进行优化设计。

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