新型復合材料儀表板重量減輕

  在奧迪公司與Lanxess公司、KraussMaffei公司、Reinert公司和Christian Karl公司的共同努力下,重量更輕的復合材料儀表板支架終于誕生了。在這一原型件的生產過程中,KraussMaffei公司制造了一臺全自動的加工單元,配用了專門設計的上下料系統、直接安裝在塑料注射裝置上方的加熱裝置。在原型樣件生產過程中獲得的知識和經驗直接應用于Reinert公司研發設計的、大批量生產的自動化設備之中,成功地完成了自動化生產設備的安裝調試。
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  以金屬材料為基礎制造的儀表板支架舊版本重1.052?kg。該儀表板支架支撐的是一個著名品牌的放大器和可選的電視調諧器。新的、重量更輕的支架應能支撐相同的負載,但不應比其之前版本更貴。重要的是:它必須有足夠的強度和剛性,以保證在車輛行駛的情況下也能夠可靠的支撐住放大器,尤其是在振動和-40~+75℃的范圍內以及溫度變化很大的情況下。
  為了滿足這些要求,該研發團隊開發了由聚氨酯6和兩層纖維織物增強層組成的、有著加強筋結構的復合材料支架。在兩層增強層中,一層是玻璃纖維織物的增強層,另一層是聚氨酯6基層的增強層。“利用聚氨酯6作為注塑材料可以在加強筋構件和有機板直接形成強有力的材料性連接。長纖維材料佳的力傳導性能和很小的、1.8?g/cm3的密度使得這種玻璃纖維有機板有著很高的承載潛力。”奧迪公司纖維增強材料技術研發領導人Anja Jäschke先生說道。另外,這一儀表板支架的與車架連接的連接點必須非常耐疲勞,保證在車輛行駛過程中能夠承受波動不定的負載。
  此外,連接點處采用了郎盛公司的Tepex復合材料進行增強,保證了大部分的載荷經玻璃纖維傳遞出去。這種材料由于加入了長纖維而有著很高的強度和剛性,重量也很輕。為了對這一結構件的性能進行檢驗,對原型樣件進行了液壓脈動振動測試,被測樣件在溫度波動情況下的耐久性能模擬測試。
  生產時間不到50?s
  利用Lanxess公司子公司Bond Laminates公司研發生產的長纖維對聚氨酯6儀表板支架的兩個承載點進行了加強。添加這種長纖維時,用Krelus公司生產的紅外加熱器均勻的對承載點加熱,在注塑模具中成型,并直接在未凝固的聚氨酯6中加入Durethan BKV 30 EF H2.0。支架注塑澆口測的加強筋通過噴涂Tepex材料來形成。這種一攬子式的生產過程能夠在50?s內完成一個儀表板支架的生產,同時也省去了脫模后的修整工序。
  專用機械手保證了快捷迅速地把加熱后的儀表板夾層放入模具中。進入模具后,專門的定位銷保證了它準確的定位。螺栓連接用的通孔在模具合模時由專門的芯軸沖壓出來。這種沖壓方式幾乎是無損的在長纖維中擠出一個孔,在支架承載時有著很好的力流。上下料裝置和批量生產用模具的研發設計和生產制造者是Maier有限責任公司。“儀表板支架好壞的重要評判標準是減輕重量、成本費用變化不大和功能集成以及減少的安裝工作量。” Anja J?schke先生補充說道。集成在儀表板支架中的快速連接機構也大大地減輕了支架的裝配工作。
  “這一應用實例充分表明:基于長纖維增強材料的、采用了復合結構的輕量化聚氨酯儀表板支架有著很大的減重潛力。我們預計:這種復合結構的承載件生產制造方法也可以在汽車的其他承載件中應用,例如預裝件的支架、電氣和電子模塊的支架等。”Lanxess公司輕量化技術專家Martin Klocke先生說道。
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