在發(fā)生碰撞事故時(shí),必須確保車(chē)載電源電池得到可靠保護(hù)。由朗盛Tepex dynalite 連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制成的梅賽德斯-奔馳S級(jí)轎車(chē)的電源電池載重艙,為此提供了足夠的強(qiáng)度和剛性。
低成本的功能集成
朗盛的Tepex dynalite 連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在輕量化設(shè)計(jì)中正越來(lái)越多地取代金屬,其中,一項(xiàng)新的應(yīng)用是制造梅賽德斯-奔馳S級(jí)轎車(chē)的載重艙,用于容納48V的車(chē)載電源電池。這種復(fù)合材料的部件能夠承受高的機(jī)械應(yīng)力,要比類(lèi)似的金屬板材部件約輕30%。
低成本的功能集成
采用由水切割機(jī)制成的大約110cm×80cm大小的坯料,在一個(gè)混合成型過(guò)程中,可以經(jīng)濟(jì)地制造該安全部件。坯料由基于聚酰胺6基體樹(shù)脂的Tepex dynalite 102-RG600(2)復(fù)合材料制成,該復(fù)合材料由兩層連續(xù)玻纖織物增強(qiáng)。采用朗盛易于流動(dòng)的Durethan BKV60H2.0EF DUS060聚酰胺6進(jìn)行背部注射,可以低成本地集成緊固件,也可以集成加強(qiáng)肋。Durethan BKV60H2.0EF DUS060聚酰胺6含有60%質(zhì)量百分比的短玻纖,這使其強(qiáng)度和剛性極高,并能與Tepex完美匹配。
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復(fù)雜的成型過(guò)程
坯料的成型(懸垂)是通過(guò)一臺(tái)壓機(jī)實(shí)現(xiàn)的,這是一個(gè)極為復(fù)雜的過(guò)程,其中的一個(gè)原因是高拉伸比,這是因?yàn)?,這種復(fù)合材料不會(huì)像金屬板材那樣發(fā)生塑性膨脹,但會(huì)因?yàn)槔w維材料的運(yùn)動(dòng)(懸垂)而發(fā)生變形,這意味著在成型過(guò)程中,外界必須持續(xù)不斷地供應(yīng)這種材料。如果運(yùn)動(dòng)過(guò)大,纖維會(huì)抑制成型過(guò)程,結(jié)果會(huì)出現(xiàn)斷裂,從而影響其余的過(guò)程。
綜合仿真節(jié)省開(kāi)發(fā)成本
朗盛使用了一系列的計(jì)算模型來(lái)精確模擬懸垂過(guò)程,對(duì)成型效果進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析,并作出相應(yīng)的反應(yīng)。除了能夠確定坯料的最佳二維切割形狀外,還能對(duì)坯料的成型行為進(jìn)行虛擬分析,并使其適應(yīng)客戶(hù)的模具概念,這樣,就能及早發(fā)現(xiàn)并消除薄弱之處,從而在這些工藝的設(shè)計(jì)過(guò)程中就能極大地節(jié)省成本。
“我們還確定了載重艙成型過(guò)程中達(dá)到織物臨界剪切角的時(shí)間、褶皺形成的地方以及纖維開(kāi)始斷裂的時(shí)間。”Vonberg說(shuō),“我們的計(jì)算和仿真還有助于確保部件的圓角可以承受預(yù)期的載荷。”
在部件上擁有明顯三維輪廓的區(qū)域,如圓角處,連續(xù)纖維本身的局部取向也得到了模擬,這為利用綜合仿真來(lái)精確預(yù)測(cè)部件的力學(xué)行為提供了先決條件。
“所有這些,都是我們以HiAnt 為品牌提供的服務(wù)的一部分。通過(guò)這些服務(wù),我們?yōu)榭蛻?hù)的開(kāi)發(fā)專(zhuān)家設(shè)計(jì)這種載重艙提供了支持。”Vonberg說(shuō)道。
更多的量產(chǎn)應(yīng)用
目前,Tepex dynalite復(fù)合材料還被用于制造梅賽德斯-奔馳C級(jí)轎車(chē)的載重艙,用于容納車(chē)載電源電池。“我們還看到了電動(dòng)汽車(chē)對(duì)安全裝置、完整的電池系統(tǒng)外殼或儲(chǔ)存空間部件的巨大需求潛力。由于我們的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料要比金屬更輕,因此有助于延長(zhǎng)電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)駛里程。”Vonberg對(duì)未來(lái)充滿(mǎn)了信心。