朗盛Tepex多轴向增强材料应用于越野车后座承载组件


作者:本刊编辑校对 日期:2017/09/06 来源:AI《汽车塑化》

朗盛Tepex dynalite连续纤维增强半成品热塑性复合材料正进军汽车内饰领域,一家欧洲汽车制造商在其越野车的后座系统中采用了这种材料。

这种中部后座配有一个承载组件,它可使每个座椅靠背被单独折叠。通过对Tepex dynalite材料进行成形和背部注射,即生产出该承载组件。“该组件标志着Tepex dynalite复合材料已进入轻量化设计的后座系统领域,进一步证明了这种材料在大批量生产应用中的巨大潜力。”朗盛Tepex汽车部门技术市场及业务开发负责人Henrik Plaggenborg说道。

“这款全新的组件,其重量要比类似的钢结构轻40%以上。同时,作为与安全息息相关的部件,它能够承受任何负载,因为在厚度只有2mm的半成品中,其连续纤维层的取向设计使该材料能够承受机械应力。”朗盛Tepex项目经理兼应用专家HarriDittma解释道。Tepex由朗盛的子公司——位于德国布里隆的Bond-Laminates公司负责生产。

这款轻量化的组件由Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. KG 在朗盛高性能材料业务部门的支持下开发,该公司在其位于德国科堡的工厂生产该组件。

轻松应对正面碰撞和追尾碰撞

出于功能考虑,这一承载组件只安装在一侧,位于后座靠背的顶部。这一特殊的位置,使其同时承受着弯曲力和扭转力。为承受这些载荷,该热塑性复合材料中的连续玻璃纤维层选用了特殊的多轴设计。多轴Tepex材料是Bond-Laminates公司全新开发的产品,它是在一种技术复杂的工艺中,通过将Tepex织物与带材组合在一起,而使这种复合材料片材的强度比以前有了显著的提升。用于承载组件的这种半成品拥有一个由4层组成的芯层,每层厚0.25mm,纤维相对组件纵轴呈±45°取向并对称排列,它们主要吸收扭转力。相比之下,弯曲力由外部两层吸收,每层厚0.5mm,其中80%的连续纤维与力处于同一方向。“在正面碰撞的情况下,这种多轴的层设计确保了轻量化的组件能够承受来自汽车行李箱的加速载荷的冲击,在追尾碰撞的情况下,又能承受惯性力,避免乘客遭受挤压。”Dittmar解释道。

高效的一步成型工艺

为生产这种承载组件,先将半成品坯料加热,放入注塑模具中成形,并采用一种玻纤增强热塑性塑料进行背部注射。除了用于提升部件刚度的肋之外,许多功能元素也在注射成型过程中被整合到该组件上,如头枕支架、各种安装点和螺纹接口,以及用于嵌入该承载组件纺织覆盖物的环绕凹槽等。如果采用传统的钢结构设计,这些功能元素必须单独焊接或拧紧。

为模具设计而提供广泛的HiAnt 服务

作为朗盛HiAnt服务项目之一,借助于朗盛开发的悬垂模拟技术,用于该承载组件的模具得到了优化。在HiAnt品牌名下,朗盛整合其广泛的服务,在此组件的整个工程开发过程中为客户提供支持。在悬垂模拟过程中,各种成型策略都得到了研究和评估。从一开始,这些结果就被引入到模具设计中,从而为大幅缩短开发时间提供了帮助。在这一特定的模具技术基础上,朗盛衍生出了这种半成品坯料的设计。这种坯料是预先成形的,或者是在模具完全闭合前,在模内被局部固定到位。“这可以防止形成褶皱,以及防止在半成品成形过程中连续纤维的过度拉伸。”Dittmar说道。