奥迪A8前端使用的塑料-金属复合技术的附加刚度不仅减轻了车辆的重量,还提高了其安全性和舒适性。除铝之外,这一混合材料部件首次使用了轻质有机板材。该轻质材料被用于在混合材料前端下梁上打造一个1.0毫米薄的U型截面。与相应厚度的铝相比,其重量减轻了20%。该创新混合材料部件是德国汽车制造商、系统供应商和原材料生产商密切合作的成果。该部件由总部设在Obertshausen(德国法兰克福附近)的Magna International Inc.的子公司-Magna Decoma Exterior Systems GmbH生产。半成品有机板材由来自德国布里隆(Brilon)的Bond-Laminates GmbH供应,而特殊化学品集团朗盛提供了用于有机板材和注塑加工的定制聚酰胺6 Durethan。
Magna根据技术规格进行有机板材混合材料前端的机械设计,在此之前,应先开发由铝板增强的原型。事实证明,严格的强度和刚度要求极具挑战性。新结构概念采用的双扭环极大地提高了车辆前端的刚度。如果车辆发生正面相撞,产生的力将分布在三个传力平面及四个传力路径上,从而最大限度地提高安全性。
生产复合材料前端时,首先使半成品有机板材单独成形,然后将其与三个铝板插入注塑模具中。接着用Durethan BKV 30
EF制成的加固物和肋材构架将板材重叠模压。“我们用30%玻璃纤维增强的易于流动的聚酰胺6,可在低注塑压力和温度条件下进行加工。它可以用于薄壁,最大限度地减少翘曲和收缩现象。”朗盛半结晶产品业务部亚太区负责人卫业克(Milan
Vignjevic)评论道。
朗盛在整个生产过程中为Magna Decoma提供支持。它帮助计算聚酰胺加强筋的最佳位置、通过流变性计算最大限度地减少翘曲以及确定注入点的正确位置。Bond-Laminates帮助优化半成品有机板材成形以及有机板材和注塑材料之间的粘合力。
Magna Decoma是一家系统开发商和供应商,其产品包括混合材料前端托架和完整的前端模块。该公司积累了丰富的有机板材成形专业知识,并且懂得如何通过稳定的注塑加工将其制成具有成本效益的混合材料部件。展望未来,开发伙伴一致同意,在特定条件下,改在注塑模具中进行有机板材成形(至今一直是单独进行)可提高整个生产过程的效率。这个过程中的关键性能指标为生产设施的产能利用率和生产灵活性。
除了提供巨大的减轻重量和功能集成潜力之外,将有机板材用于复合技术的另一个好处在于:无金属结构部件可以作为纯“塑料设计”生产。这一类型的部件不再需要进行防腐保护,因而可实现更大的节约,同时简化车身生产过程。
有机板材复合技术的使用不仅仅限于车辆前端。它可以用于车身中需要加固以及吸收大量碰撞能量的任何部分——
例如,全景车顶的框架部件。另一个前景可观的应用领域为加固集成安装锁和把手的门和舱口的功能模块、电动窗导向装置以及各种紧固件。