用于豪华轿车的轻型后备箱凹槽

发表于: 2021年10月14日

在轻量化设计中,Tepexdynalite连续纤维增强热塑性复合材料日益被用来替代金属。朗盛这些复合材料的一项新应用是制造梅赛德斯-奔驰S级轿车上用来容纳48V车载电源电池的后备箱凹槽。这些复合材料部件可以承受高机械应力,并且比同类金属板部件轻约30%。“发生碰撞时,必须确保电池不会穿透或以任何方式损坏凹槽壁。我们基于织物的复合材料具有高强度和高刚度,能够实现这一目标。”朗盛Tepex应用专家Klaus Vonberg博士说道。“这种复合材料设计还能确保后备箱凹槽的密封性,防止水、电池电解液等流体沁入或渗出。”

 降低成本的功能集成 

安全部件是采用经济的复合成型工艺制造而成的,其中使用的坯料是用水切割机生产的,尺寸约为110x80厘米。这种坯料由基于聚酰胺6的Tepexdynalite 102-RG600(2)制成,并用两层连续玻璃纤维织物进行增强。朗盛的易流动性聚酰胺6杜力顿BKV60H2.0EF DUS060用作回注材料,能以较低的成本实现紧固件和加强筋的集成。其质量的60%为短玻璃纤维,这也使其非常坚固,能够完美地与Tepex结合使用。

复杂的成型工艺 

坯料的成型(悬垂)是通过压模机进行的,这是一个高度复杂的过程,其原因在于高拉伸比等。这是因为复合材料不会像金属板那样出现塑性延伸,而需要顺应纤维材料的移动(悬垂)发生变形,这意味着在成型过程中复合板材必须从外部连续往内补充变形。如果移动幅度过大,纤维会抑制成型过程,从而导致断裂,并影响后续过程。

一体化仿真节省开发成本 

朗盛采用一系列计算模型精确模拟悬垂过程,从而预测分析成型效果并采取相应措施。朗盛不仅可以确定坯料的最佳二维切割几何形状,还能根据客户的加工概念对坯料的成形行为进行虚拟分析,从而尽早确定并消除缺陷。在设计这些过程时,可以带来巨大的节约潜力。“对于后备箱凹槽,我们还会判断在成型过程中何时会达到织物的临界剪切角、哪里会起皱以及纤维何时开始断裂,”Vonberg说道。“我们的计算和模拟还有助于确保部件的圆角能够承受预期的负载。”此外还模拟了连续纤维本身在部件区域(例如圆角)的局部取向和明显的三维轮廓。这是利用一体化仿真精确预测机械部件性能的先决条件。“所有这些都是我们以HiAnt品牌提供的服务的一部分,我们通过这项服务支持客户的开发专家设计后备箱凹槽,”Vonberg说道。

更多系列应用 

在梅赛德斯-奔驰C级轿车中,Tepexdynalite现在还用于制造容纳车载电源电池的后备箱凹槽。“我们也看到了电动汽车领域的巨大潜力——包括安全设备、完整的电池系统外壳或用于引擎盖下提供的装载空间的部件,这是因为我们的轻型结构材料比金属轻得多,有助于增加电动汽车的续航里程。”Vonberg在展望未来时说道。


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