今日の自動車設計者は、多くの課題(燃費の向上、安全性の向上、性能の向上)と、選択可能な多くの建築材料(鋼、アルミニウム、熱硬化性または熱可塑性)に直面しています。

そのような困難を取り除くにはどうすればいいですか? ここで重要なアプローチは、金属製部品を繊維 – プラスチック複合材料で置き換えることです。 熱可塑性複合材料の増大する傾向は、単方向テープ(テープを非常に少ないスクラップで正確に切断して配置することができるので、ファブリックまたは非捲縮ファブリック補強材よりはるかに軽いUDテープ)の使用です。 UDテープやその他の熱可塑性複合材料がさまざまな自動車部品にどのように使用されているかを見てみましょう。

後壁

2018年の最も注目に値する例は、完全に自動化されたインダストリー4.0生産ラインで製造されたアウディA8高級セダンのためのCFRT後壁でした。 3〜5個の溶接アルミニウム部品に対して50%の軽量化を実現し、ドライブセルのねじり剛性の33%を実現する後部壁は、炭素繊維から始まります。 それは、幅50 mmのUDテープに広げられ、次にさまざまな長さに切断され、回転テーブル上に指定された角度で貼り付けられて、合わせたブランクが形成されます。 ブランクは、局所的な補強材が追加された19プライまでの6プライのベースから1.5〜3.7mmの厚さまで変化します。 それを次いで加熱プレス中で3Dプリフォームに成形します。 完成したプリフォームに樹脂を注入し、プレス成形します。 エポキシ樹脂は120℃で90〜120秒で硬化しますが、合計のサイクルタイムは5分をかかります。

内装

ある種のバイオベースのUDテープが研究プロジェクトで作成されました。 フィルム含浸法では、非常に安定したラミネートをプレスすることができるように、非指向的に整列した再生セルロース繊維を現像されたプラスチックフィルムと組み合わせてUDテープを形成した。 結果:自動車室内の最大20%の軽量化と同時に性能の向上、例えば、従来のバイオベースの材料系と比較して曲げ強度が90%を超えるため、これらは非常に使用可能です。 的を絞った構造的軽量構造の礎としても。

繊維強化熱可塑性プラスチックの他の用途

バッテリートレイ

ポルシェはポルシェボクサー車用の熱可塑性複合バッテリートレイデモを開発しました。 6つの溶接された鋼鉄部品を取り替え、設計は€10 / kgの下の適度な軽量の費用割増料金のための1kg(30%)の重量を節約します。

トレイは、編組糸から作られた中空形材上にオーバーモールドされた射出成形されたPA6強化ガラス繊維強化またはPA66プラットフォームと、両側に鋳造アルミニウム固定コンソールとからなります。 糸は連続ハイブリッドガラス/ PA6繊維でできています。 外形は、PA6繊維が溶融して冷却する間にホースからの圧力下で送風される空気によって形成され、可変断面を有する剛性の外形を形成します。 射出成形時の圧力に耐えるために、それは流体または粒子フォームで満たされています。

CFRT複合トレイは、前面、側面、背面の衝撃試験で最大36gの加速度ピーク試験を受けたときに、それ自体が外部の損傷の兆候を示すことなくバッテリーを保持し、最も重要な前面衝撃要件に耐えました。

自動車部品のUDテープ

TOPOLOの連続繊維強化熱可塑性UDテープは、軽量だけでなく再生可能な材料でできています。当社のT-UDシリーズの範囲は炭素繊維からガラス繊維、PA、PA6、PA66、PE、PP、PPSなどのプリプレグ素材までです。

自動車部品の典型的なアプリケーション

トランクトリム(ポリプロピレンハニカムカバーボード)

積載床(構造用複合部品)

ヘッドライナー

ドアパネル

隔壁

小包シェルフ

電気自動車設計用のその他の軽量要素

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