在發(fā)生碰撞事故時,必須確保車載電源電池得到可靠保護。由朗盛Tepex dynalite 連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料制成的梅賽德斯-奔馳S級轎車的電源電池載重艙,為此提供了足夠的強度和剛性。
低成本的功能集成
朗盛的Tepex dynalite 連續(xù)纖維增強熱塑性復合材料在輕量化設計中正越來越多地取代金屬,其中,一項新的應用是制造梅賽德斯-奔馳S級轎車的載重艙,用于容納48V的車載電源電池。這種復合材料的部件能夠承受高的機械應力,要比類似的金屬板材部件約輕30%。
低成本的功能集成
采用由水切割機制成的大約110cm×80cm大小的坯料,在一個混合成型過程中,可以經濟地制造該安全部件。坯料由基于聚酰胺6基體樹脂的Tepex dynalite 102-RG600(2)復合材料制成,該復合材料由兩層連續(xù)玻纖織物增強。采用朗盛易于流動的Durethan BKV60H2.0EF DUS060聚酰胺6進行背部注射,可以低成本地集成緊固件,也可以集成加強肋。Durethan BKV60H2.0EF DUS060聚酰胺6含有60%質量百分比的短玻纖,這使其強度和剛性極高,并能與Tepex完美匹配。
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復雜的成型過程
坯料的成型(懸垂)是通過一臺壓機實現的,這是一個極為復雜的過程,其中的一個原因是高拉伸比,這是因為,這種復合材料不會像金屬板材那樣發(fā)生塑性膨脹,但會因為纖維材料的運動(懸垂)而發(fā)生變形,這意味著在成型過程中,外界必須持續(xù)不斷地供應這種材料。如果運動過大,纖維會抑制成型過程,結果會出現斷裂,從而影響其余的過程。
綜合仿真節(jié)省開發(fā)成本
朗盛使用了一系列的計算模型來精確模擬懸垂過程,對成型效果進行預測和分析,并作出相應的反應。除了能夠確定坯料的最佳二維切割形狀外,還能對坯料的成型行為進行虛擬分析,并使其適應客戶的模具概念,這樣,就能及早發(fā)現并消除薄弱之處,從而在這些工藝的設計過程中就能極大地節(jié)省成本。
“我們還確定了載重艙成型過程中達到織物臨界剪切角的時間、褶皺形成的地方以及纖維開始斷裂的時間。”Vonberg說,“我們的計算和仿真還有助于確保部件的圓角可以承受預期的載荷。”
在部件上擁有明顯三維輪廓的區(qū)域,如圓角處,連續(xù)纖維本身的局部取向也得到了模擬,這為利用綜合仿真來精確預測部件的力學行為提供了先決條件。
“所有這些,都是我們以HiAnt 為品牌提供的服務的一部分。通過這些服務,我們?yōu)榭蛻舻拈_發(fā)專家設計這種載重艙提供了支持。”Vonberg說道。
更多的量產應用
目前,Tepex dynalite復合材料還被用于制造梅賽德斯-奔馳C級轎車的載重艙,用于容納車載電源電池。“我們還看到了電動汽車對安全裝置、完整的電池系統(tǒng)外殼或儲存空間部件的巨大需求潛力。由于我們的輕質結構材料要比金屬更輕,因此有助于延長電動汽車的續(xù)駛里程。”Vonberg對未來充滿了信心。