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薄壁前端模块用高流动性聚酰胺:从福特Kuga SUV采用塑料-金属复合材料技术生产的高度集成的前端模块中看出
2020年08月07日    阅读量:865    新闻来源:中网信息 ChinaNews360.com  |  投稿

具有易流动性的热塑性塑料通常比同类标准材料贵一些;然而,它们提供的优势最终会在加工、生产成本和设计自由方面得到回报。


这可以从福特Kuga SUV采用塑料-金属复合材料技术生产的高度集成的前端模块中看出。


除了钢板,高负荷结构部件的生产还包括聚酰胺(PA)6,即朗盛生产的易流动、玻璃纤维增强Durethan BKV30H2.0EF中国机械网okmao.com


支撑和完全组装的前端模块由梦达驰开发并生产,该公司是汽车行业的全球系统供应商,总部设在德国莫尔斯巴赫。


朗盛的混合设计专家Ulrich Dajek解释说:“我们的易流动聚酰胺6可以在较低的注射压力下加工。


因此,较小的注塑机,较低的夹紧力可以用于生产混合支撑。这对机器运行成本产生了积极影响,并使机器选择和生产计划具有更大的灵活性。”


薄壁前端模块用高流动性聚酰胺:从福特Kuga SUV采用塑料-金属复合材料技术生产的高度集成的前端模块中看出 中网信息,ChinaNews360.com


支撑体内有一个主动控制单元,由四个移动的格栅百叶窗组成,确保按需向发动机冷却系统供应空气。


支撑在侧面和上弦杆处包含加强金属嵌件。后者可容纳高负荷的发动机罩插销。混合动力设计的主要任务是支撑冷却系统并将其固定到位。许多附加功能也集成在摇枕支撑件中,例如导轨、调节驱动装置的支座和紧固件。


“我们的开发工程师成功地集成了所有这些元素、功能和接口,从而满足了功能和负载需求。


同时,他们还确保了整个前端模块可以在不同地区的不同版本中,以一种高成本的方式,以自动化、高产量的方式生产出来,”梦达驰产品开发团队负责人Horst Dieter Haltrich评论道。


作为混合动力支撑的塑料部件,PA 6与可能的替代材料聚丙烯(PP)相比有两个主要优势。


第一个优点是该组件包含多个直接螺纹连接;这些连接比使用额外的金属嵌件更具成本效益。


与PP相比,采用PA 6设计的螺纹连接更稳定,使用寿命更长,更可靠。与PP相比,聚酰胺的第二个优点是它能承受格栅百叶窗关闭时产生的热负荷。


由于PA 6的高流动性,具有细丝几何结构的部件区域可设计为壁薄。“在承受较低荷载的区域,壁厚有可能减少20%左右。


与相同玻璃纤维含量的标准PA 6相比,这可显著减轻重量,”Dajek称。由于填充压力较低,易流动材料的另一个好处是可以生产出应力较低的部件,从而将变形降至最低。


在混合动力支撑的整个开发过程中,福特、梦达驰和朗盛紧密合作,直到系列开始批量生产。朗盛还引入了其HiAnt工程服务。


在几项工程研究中,进行了构件拓扑分析,以便为考虑相关荷载工况的聚酰胺加强筋的设计和位置提供建议。


各种计算和模拟,如分析散热器安装的刚度和支撑的动态稳定性和噪音振动平稳性(NVH),也是极具挑战性的。


此外,还模拟了金属加固门闩区域(引擎盖锁扣)的承载能力以及几个与保险相关的负载情况。


例如行人保护的小腿碰撞试验或轻微碰撞(例如停车时的撞击)下整体组件的行为。


此外,Lanxess朗盛还按照福特的规格对原型和系列生产部件进行了测试。


Dajek说:“例如,我们让整个组件在气候室中结冰,并测试了格栅百叶窗的可靠开启和关闭。”


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