技術應用:一分鐘一個全復合材料的剎車踏板
為滿足嚴格的力學要求,Boge Rubber & Plastics集團采用3種復合材料來制造剎車踏板這一結構部件。

Boge Rubber & Plastics集團采用一種訂制生產工藝開發了款全復合材料的剎車踏板,滿足或超越了對金屬部件極具挑戰的性能要求,重量幾乎減輕了一半(圖片來自Boge Rubber & Plastics集團)
德國一級汽車供應商Boge Rubber & Plastics集團(以下簡稱Boge)生產的全復合材料剎車踏板據說是上輕、強且成本低的剎車踏板,而且先實現了商業化生產。該供應商目前每年為德國汽車制造商的4個汽車平臺生產25萬個剎車踏板,該生產系統的年產能達100萬個踏板。重要的是,由于剎車踏板是結構部件,需要滿足與相應的鋼部件和鋁部件同樣嚴格的性能要求,因此,其設計特點是,采用了3種不同類型的玻纖增強熱塑性復合材料。
3種材料提高纖維的使用效率
為使踏板輕薄、成本低且能夠滿足極具挑戰性的OEM要求,Boge采用連續玻纖增強有機片材作為殼體結構來承受部件的主要載荷,可承受的載荷高達3000N。位于德國科隆的朗盛公司提供按尺寸預切好、擁有2層或3層完全固結的有機片材坯料(輪廓)。為了加固有機片材坯料上的主承載路徑,Boge按承載方向添加了一條一條的單向(UD)玻纖帶(由美國塞拉尼斯公司提供),并根據有限元仿真結果進行鋪層。為此,Boge使用的軟件經過了改進,并與其供應商一起,根據在OEM客戶指定的溫度、濕度條件下為每種材料測定的應力應變曲線而開發了材料卡。為了添加功能結構,Boge還采用短切玻纖增強配混料(來自多家供應商)二次成型出結構肋和連接特征。
所有這3種類型的復合材料都采用預著色的黑色聚酰胺6(PA6)作為基體,這是在汽車行業中應用廣泛的一種堅韌聚合物。如果OEM需要,Boge還可以選擇采用耐溫性更高、吸濕性更小的PA6/6作為二次成型配混料的基體材料。由于兩種聚合物極為相似,因此彼此可以很好地結合在一起。通過以3種不同的形式使用3種不同類型的玻纖增強復合材料,Boge能夠精確地將纖維放到所需之處以滿足性能要求,同時避免了過度設計。這種混合-復合方法的附帶效應是,減少了材料用量,減小了公稱壁厚,縮短了節拍時間,降低了部件的總體成本。

Boge正在生產的全復合材料剎車踏板大約只有金屬踏板一半的重量。它們還改善了駕駛觸覺,在使用壽命結束后可100%回收,同時滿足或超越了現有鋼部件的強度要求。










































