在一項(xiàng)全面的聯(lián)合研究中，復(fù)合材料制造商漢高和工程顧問RLE國際公司檢查并驗(yàn)證了高性能結(jié)構(gòu)泡沫在汽車車身和封閉件輕量化方面的潛力。研究表明，與傳統(tǒng)的全金屬結(jié)構(gòu)相比，具有結(jié)構(gòu)泡沫肋條和增強(qiáng)材料的纖維增強(qiáng)聚合物組件可以為每輛車節(jié)省40公斤以上的重量。
車身部件，特別是封閉件，一直是汽車工程中輕量化的關(guān)鍵，因?yàn)樗鼈兪瞧嚿献畲蟮牟考?。即使鋼材厚度減少十分之一毫米，也意味著總體重量減少了幾公斤，對燃料或電力消耗以及碳排放產(chǎn)生了積極影響。然而，在大多數(shù)現(xiàn)代汽車中，當(dāng)涉及到鋼材時(shí)，對厚度的工程限制絕對是一個(gè)挑戰(zhàn)，因此進(jìn)一步的厚度減少可能會(huì)在滿足所需的機(jī)械強(qiáng)度和碰撞保護(hù)方面產(chǎn)生問題。? ?漢高全球工程、OEM設(shè)計(jì)、汽車和運(yùn)輸主管David Caro說：“在一種全新的方法中，我們研究了通過用混合纖維和結(jié)構(gòu)泡沫增強(qiáng)聚合物解決方案取代傳統(tǒng)的全金屬設(shè)計(jì)來克服這些限制的可能性。我們的研究結(jié)果證實(shí)，我們可以在不犧牲安全性的情況下，通過對具有選擇性泡沫肋和增強(qiáng)材料的纖維增強(qiáng)塑料框架或載體的剛度進(jìn)行優(yōu)化，以具有競爭力的成本，進(jìn)一步顯著降低重量?！? ? 這種混合材料的特點(diǎn)是采用高纖維增強(qiáng)聚合物(FRP)和選擇性增強(qiáng)材料(Henkel s Teroson EP結(jié)構(gòu)泡沫)制成的實(shí)體框架或載體。Teroson EP結(jié)構(gòu)泡沫是一種市售的環(huán)氧基材料，可在極輕的情況下提供高強(qiáng)度和剛度。泡沫在預(yù)定區(qū)段處注入載體中，在電子涂層烤箱中膨脹，并在混合組件和白色車身中的相鄰部件之間創(chuàng)建剛性連接。? ?這種材料在未固化的情況下，可以耐普通汽車洗滌和磷化溶液以及電浸漬涂層。然后根據(jù)特定的泡沫等級，在15分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行固化。?這個(gè)綜合項(xiàng)目包括SUV車輛的所有主要車身和閉合部件，從保險(xiǎn)杠、擋泥板、支柱和門，到搖臂面板、側(cè)板和后門。RLE國際公司新業(yè)務(wù)開發(fā)部項(xiàng)目經(jīng)理Tobias Wigand解釋說：“最終設(shè)計(jì)是在幾個(gè)連續(xù)優(yōu)化周期中根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，基于廣泛的有限元工程和碰撞模擬得出的。在某些情況下，例如側(cè)門，與最初的全鋁設(shè)計(jì)相比，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(yù)期的性能?！毖芯恐羞M(jìn)行的碰撞模擬嚴(yán)格遵守要求極高的國際汽車標(biāo)準(zhǔn)，例如根據(jù)歐洲新車評估計(jì)劃(Euro NCAP)和高速公路安全保險(xiǎn)研究所(IIHS)分別以64公里/小時(shí)和50公里/小時(shí)的速度進(jìn)行的偏置和小重疊正面碰撞測試。根據(jù)美國NCAP規(guī)范，以32公里/小時(shí)的速度測試側(cè)面(或桿)碰撞性能。根據(jù)美國聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車安全標(biāo)準(zhǔn)(FMVSS)第301號規(guī)定，在固定的測試車輛上以60公里/小時(shí)的速度移動(dòng)障礙物模擬了后碰撞場景。采用另一種IIHS檢測標(biāo)準(zhǔn)建立了頂板的抗壓性能。
總體而言，與漢高的Teroson EP結(jié)構(gòu)泡沫相結(jié)合的混合設(shè)計(jì)被發(fā)現(xiàn)在變形和侵入的限度內(nèi)很好地通過了所有這些測試，同時(shí)與傳統(tǒng)的全金屬組件相比，提供了大量的重量節(jié)省。漢高和RLE國際公司正在提供其混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，作為從概念到推出和系列生產(chǎn)的全方位聯(lián)合方法，確保所有開發(fā)、工程和材料過程的安全性和可持續(xù)性。每個(gè)設(shè)計(jì)都是根據(jù)客戶規(guī)范和適用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)針對所有相關(guān)的碰撞負(fù)載情況進(jìn)行全面設(shè)計(jì)和優(yōu)化的。
