據(jù)外媒報道,德國漢高(Henkel)攜手RLE International工程咨詢公司,全面檢測和驗證高性能結(jié)構(gòu)泡沫塑料,在汽車車身和封閉部件輕量化方面的應用潛力。研究表明,與傳統(tǒng)純金屬結(jié)構(gòu)相比,采用含結(jié)構(gòu)泡沫和增強材料的纖維增強聚合物組件,每輛汽車可減重40多公斤。
車身部件,尤其是封閉件,一直是汽車工程輕量化應用的重心,因為它們是汽車上最大的部件之一。即使鋼厚度只減少0.1毫米,也能使車體總重降低數(shù)公斤之多,明顯降低燃料或電力消耗,以及碳排放。然而,對大多數(shù)現(xiàn)代汽車來說,想要進一步降低鋼材厚度,需要面臨很大的挑戰(zhàn)。因為這可能導致機械強度不足,影響碰撞保護性能。
漢高汽車與運輸部門主管David Caro表示:“在研究過程中,我們采用全新的方法,通過混合纖維和結(jié)構(gòu)泡沫增強聚合物解決方案,取代傳統(tǒng)全金屬設計,探討克服這些障礙的可能性。研究結(jié)果證實,通過選擇性泡沫和增強材料,優(yōu)化纖維增強塑料框架或載體的剛度,我們可以進一步實現(xiàn)減重。同時,不影響典型碰撞場景安全性,并提升成本競爭力。”
這種混合部件,采用高纖維增強聚合物(FRP)和選擇性增強材料(源于漢高Teroson EP結(jié)構(gòu)泡沫)制成實體框架或載體。泡沫在被注入預定部分的載體中,在電泳涂裝烘箱中膨脹,并在混合組件和白車身的相鄰部件之間創(chuàng)建剛性連接。根據(jù)具體的泡沫等級,這種非固化材料,可在15分鐘或更短的時間內(nèi)進行固化,抵抗正常的汽車清洗和磷化解決方案,以及電浸涂層。
該綜合項目主要涉及SUV的主要車身部位和封閉部件,包括保險杠、擋泥板、門和門柱,以及門檻、側(cè)板和尾門。RLE International新業(yè)務開發(fā)項目經(jīng)理Tobias Wigand表示:“我們進行大量的有限元工程,以及符合標準規(guī)范的碰撞模擬試驗,經(jīng)過若干連續(xù)性優(yōu)化周期,才推出最終的設計。對于側(cè)門等部件來說,比起起初的全鋁設計,我們的混合結(jié)構(gòu)塑料和泡沫解決方案,甚至能夠超過預期表現(xiàn)。”
在研究過程中,所進行的碰撞模擬測試嚴格遵循國際汽車標準。總體而言,這種源自漢高Teroson EP結(jié)構(gòu)泡沫的混合設計,通過了所有測試,符合變形和碰撞要求。比起傳統(tǒng)全金屬部件,可大幅減輕重量。漢高和RLE International在混合結(jié)構(gòu)設計技術(shù)基礎上,提供全包式聯(lián)合服務,從提出概念、推出產(chǎn)品,再到系列生產(chǎn),確保開發(fā)、設計和材料加工過程的安全性和可持續(xù)性??梢愿鶕?jù)客戶要求,進行優(yōu)化設計。