零部件的每一克重量對電動跑車而言都尤為關(guān)鍵,為此,首款采用全塑制動踏板的量產(chǎn)跑車應(yīng)運而生。
這一安全部件由朗盛高性能材料(HPM)業(yè)務(wù)部與國際供應(yīng)商BOGE Elastmetall聯(lián)合開發(fā),該公司主要為汽車行業(yè)提供減振系統(tǒng)和塑料部 件。該制動踏板采用熱塑性復(fù)合結(jié)構(gòu),使其達到最佳機械性能的同時保持輕量化。其結(jié)構(gòu)包括由朗盛Tepex dynalite,一種連續(xù)纖維增強熱 塑性復(fù)合材料制成的嵌件,并搭配多組加強筋。
“Tepex嵌件的定制纖維結(jié)構(gòu)搭配多層嵌條加強,這一復(fù)合結(jié)構(gòu)使得該制動踏板比同類鋼制產(chǎn)品輕50%,又滿足較高的負載要求。自動化操 作使這一形狀不規(guī)則的安全部件得以高效、批量生產(chǎn)?!崩适⒏咝阅懿牧希℉PM)業(yè)務(wù)部Tepex汽車集團輕質(zhì)結(jié)構(gòu)專家Klaus Vonberg博士 介紹道。
全塑制動踏板,用于蓄電池電動跑車,其結(jié)構(gòu)包括由朗盛Tepex dynalite,一款連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料制成的鑲塊。
精確組合多向排列的纖維層
Tepex dynalite是一種完全整合的半成品,其熱塑性基體材料通常由多層連續(xù)玻璃纖維加強。電動跑車的制動踏板采用聚酰胺6基體復(fù)合結(jié)構(gòu),該復(fù)合結(jié)構(gòu)的內(nèi)層為單向的纖維層,外覆多層45°排列的纖維編織層,其中內(nèi)層是實現(xiàn)踏板高抗彎、抗扭的關(guān)鍵。
肋條是較薄的塑料條,由單向排列的高強度連續(xù)纖維構(gòu)成,用于嵌入熱塑性基體。制動踏板的底部采用多層嵌條和玻璃纖維粗紗加固。由于嵌條的塑料基體可與Tepex鑲塊的兼容,簡單通過激光即可完成焊接,使得這一定制的纖維層壓板可以遵循精確的負載路徑,適應(yīng)特定負載 部件的要求。鑲塊45°排列的纖維外覆層與頂部的嵌條相結(jié)合,確保踏板的高抗扭強度。
批量生產(chǎn)四款制動踏板
“這一定制的纖維層結(jié)構(gòu),搭配有機片材和肋條,使制動踏板有望進一步減重,同時實現(xiàn)其需要達到的卓越機械性能,”BOGE Elastmetall 創(chuàng)新中心的Daniel H?ffelin博士說道?,F(xiàn)有四款不同設(shè)計的全塑制動踏板投入批量生產(chǎn),其負載路徑均已優(yōu)化,以應(yīng)對不同扭轉(zhuǎn)方向。
一次成型嵌條與Tepex
制動踏板采用一次混合成型工藝制造,周期短,適合大規(guī)模批量化生產(chǎn)。該工藝整合了Tepex嵌件和肋條的后續(xù)覆合工序。生產(chǎn)的第一步是 借助光學(xué)測量系統(tǒng),精確校準嵌條在Tepex嵌件上的位置,以便焊接。這一步通過熱塑成型,然后再用聚酰胺66反向注塑成型。
電動汽車的高強度結(jié)構(gòu)部件
熱塑性復(fù)合結(jié)構(gòu)與定向纖維的組合,為電動汽車領(lǐng)域帶來新機遇。Vonberg博士表示:“Tepex鑲塊可用于前端支架和保險杠、電氣和電子 模塊支架、行李箱和備用輪艙、蓄電池罩、車輛“溫室”部分的結(jié)構(gòu)組件以及車身下方電池的保護結(jié)構(gòu)?!?nbsp;
相對于金屬結(jié)構(gòu)的部件,低碳足跡也是采用Tepex與嵌條復(fù)合結(jié)構(gòu)的原因之一。熱塑性復(fù)合材料不僅比同類材料更輕巧,其采用的混合成型 工藝也更減重節(jié)能、節(jié)省成本,因為該工藝將導(dǎo)向、支架和緊固件等工序融為一體。使用熱塑性復(fù)合材料,就無需再耗時完成進一步加工, 如拋光或后續(xù)出鋼等金屬部件的常規(guī)步驟。