尽管降低成本仍然是汽车设计与工程企业所面临的最大挑战,但以顾客为中心、为汽车提供最终成本效益价值的创新显得越来越重要。
汽车应用的复合工程材料在所用材料的数量与所制复合物的品种两个方面赢得了一致的增长。与相同结构性能的钢材相比,复合材料一般可减轻部件的重量在35%左右。低密度与超低密度片状成型复合材料(SMC)的进展提供了更多的潜力,在重量减轻与强度方面达到甚至超过了铝材,整体成本又通常更低。
除了车身板以外,复合材料还被用于车窗增强物、保险杠、前灯架、承重板、中后挡板增强物之中。复合材料也被更多地应用于引擎罩内部件之中,如引擎罩,因为它们能承受引擎舱内的高温,而同时成本要比镁和铝低得多。
本田全新2006版Ridgeline中型 货车的特征是底座下部的一个8.5立 方英尺大小、可上锁、防风雨的储存厢。 |
SMC材料车厢成为货车标准
本田全新2006版Ridgeline中型货车的标准特征是SMC材料的底座。复合材料底座在下部有一个8.5立方英尺大小、可上锁、防风雨的储存厢,它能放得下三套高尔夫球杆和备胎。Meridian汽车公司做的部件用的是Ashland Specialty Chemical公司的材料。Ridgeline从设计开始就是要用复合材料,不象其它一些复合材料的货车车箱是由钢箱款式转变过来的。
丰田塔科马车型也以标准配置的SMC放货台为特色。它是由ThyssenKrupp-Budd公司利用结构级黑色SMC材料压塑而成的。此种单件复合箱体有助于丰田降低模具成本,与传统钢箱结构相比减少了一半,而重量节省了10%,完成模具的时间至少压缩了15周。
戴姆勒克莱斯勒smart “forfour”微型客 车具有半透明车身面板和其它透明零件。 |
热塑性材料外面板
戴姆勒克莱斯勒smart车的轻质(2.5kg)光亮塑料挡泥板是PC和PBT与着色剂的混合物注塑而成的,速度为75秒。Dynamit Nobel生产出它们是利用了39吨的模具,并结合了激冷,就是在短暂时间间隔之下让水强制通过冷却通道,保证快速均匀的冷却。这种新型"forfour"车型的车篷除了铰链以外完全是由塑料制成,重量仅为6.8kg。"forfour"的四个侧门被设计得能从B柱开始前后膨胀(幅度多达3mm),功能不会有任何的损失。
GE Advanced Materials公司为汽车外面板已经开发出了两种新型热塑料技术平台。高模量可塑性(HMD)和高性能热塑性复合材料(HPPC)能实现大型车身面板的更轻重量、灵活设计、更高可成型性和冲击保护。HMD产品可解决材料流动局限性所产生的技术和设计局限性,提高热膨胀系数(CTE),令这种材料能表现得象钢和铝一样。HPPC也具有极好的CTE性能,可形成A级的表面,非常适合于水平车身面板的用途,与金属相比重量能减轻一半。
赫斯基的QTI注塑系统是专为在一 台机器上生产多种材料组成 的汽车大型内外面板而设计的。 |
赫斯基注塑系统公司推出了专为经济高效生产大型内外面板的机械,名为Quadloc-Tandem- Index (QTI),该系统融入了赫斯基的Tandem双模概念。它能提供一个完整的部件,质量更好,成本更低,所需后续装配更少。首套QTI系统被供应给Lear公司。
苏威公司开发出透明高温聚合物,适合用于需要高耐热性的汽车与其它用途之中。SupradelTM HTS据称可提供市场上透明无定形热塑性聚合物的最高耐热性。此材料被认为在部件形状复杂或空间偏差严格的应用中,能提供相比于玻璃填充PEEK更高的空间可控性。
创造柔软触觉
有柔软触觉的保护层已经在汽车内饰件中受到欢迎。它们被用于控制台、仪表板和其它塑料部件中,传递出一种质感。拜耳开发出了原材料,生产具有极高防水解性的软质保护层。由Bayhydrolㄖ瞥傻谋;げ慵词贡┞对谖露?0℃、相对湿度95%的条件下,几天之后,仍保持稳定,满足汽车业近来变得严格的法规要求。
北欧化工为冲击保护和汽车座椅推出了“软泡”材料。Daploy WB260HMS是一种高熔体强度的PP,满足软泡应用中对更高性能的更多要求。该材料能经济地生产出低密度软质PP闭室泡沫,所具有的性能是其它聚合物所不能获得的。用标准发泡挤出机械进行加工,它有着比传统PP更宽的发泡温度范围。
大众帕萨特的格栅是用 PCPET 混合物Makroblend?DP 7645 做成的,并涂上漆。 |
车头组件
OEM厂家仍然喜欢应用车头组件。完全装配而成的组件集合有保险杠、格栅加固件、散热器和其它冷却系统部件、以及车前灯。
GE为车头系统已经开发出材料,对行人有更大的保护。新型车头安全概念把由Xenoyㄊ髦尚偷奈芷髦苯臃旁诔低分螅镏撼遄不鳌N芷髂苡行Э刂瞥寤髂芰浚岣咝腥说陌踩取E访诵鹿嬲乱笃抵圃焐躺觥案淼摹背低罚杉跎傩腥耸苌撕Φ难现爻潭取?拜耳的PC/PET混合物Makroblend?DP 7645已经被成功用于大量生产奥迪和大众汽车的散热格栅。帕萨特的格栅是用Makroblend成型的,然后以单层漆完工。该材料具有良好的硬度和耐热性,以及低温下(至-40℃)出众的冲击强度和对常见车用化学品的良好抵抗性。它也能满足对更高行人冲击保护的需求。格栅的镀铬边框是用PC/ABS Bayblend?T45PG (电镀级)做成的。
引擎罩内部应用
由MAN Nutgzfahrzeuge AG制造、用于6缸引擎的一米长硬质变速杆罩是由罗地亚工程塑料公司的矿物填充和玻璃增强Technyl R A218 MT15 V25尼龙66成型出来的。这个大型部件的内部带有肋材,降低了共鸣和噪音。Technyl产品提供了良好的硬度和较低的收缩性、热变形和蠕变性。因为熔体流道长,而且肋材多,Technyl也具有良好的流动性。
沃尔沃的引擎罩是利用Akulon R UltraFlow R 而成型出来的,特别适合于引擎罩内 部的大面积、薄壁部件。 |
沃尔沃CX90 SUV的V6引擎用新罩子是利用帝斯曼工程塑料公司Akulon R UltraFlow R尼龙6而成型出来的。该材料由10%的玻璃和20%的矿物填充而成,被选择用于成型面积大的薄壁部件,而相比于PP或尼龙66等竞争性材料,周期时间更短、工程性能更佳、外观更好。作为引擎罩内部的可视部件,引擎盖必须满足表面质量、成型质量和长期高温下防变形的严格要求。
福特F系列柴油发动机涡轮增压器的大型整块吸气管是由杜邦Hytrel R热塑性弹性体吹塑而成的。这种复杂的导管取代了四个铝质和硅胶部件,消除了可能的泄料道,将工装、人工和整体成本降低了三分之一。这种导管提高了涡轮增压器和引擎入口之间的气流,使引擎性能更好,它利用了名为三维连续共挤吹塑的计算机控制工艺。选择Hytrel是因为在冷启动冰点温度时它保持了柔韧性,同时又可承受300°F的高温和高操作压力。
德尔福公司选择GE公司的Noryl R柔性树脂作为汽车电气系统的线缆护层,目的是要满足全球OEM厂家对高性能、无卤和阻燃材料的需求。Noryl可提供比PVC和交联PE更好的性能,是薄壁和极薄壁护层的理想可用材料,它降低了重量和尺寸,满足部件无卤、无氯和无铅的要求。
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