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行业分析

最新汽车前端框架FEM、仪表板横梁CCB的轻量化技术
来源:赢创汽车材料  2016-12-27 14:11:18
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=12&news_id=4207       汽车的前端模块通常搭载前灯等大型部件,传统为钢制。新款前端模块将框架材料由钢换成铝合金,并且铝合金与树脂使用粘合剂接合,实现了轻量化。与原产品相比,重量减轻了3.7kg,减轻了约2成(20.9%)。该粘合剂由赢创开发。

       新款前端模块要求实现能配备于实车的高设计标准。例如,低速行驶时防止变形、高速行驶时防止前发动机罩打开的耐冲击性,以及即使被划伤或沾上盐水也能抑制腐蚀扩大的耐腐蚀性等,通过了严格的评估测试。

       新款前端模块由铝合金框架和利用聚酰胺(PA)成型的部件构成。从两个部件的接合部可以看出,采用了没有螺栓和螺母等连接件的简单结构。以前一直用螺丝在钢制框架上固定树脂部件。

       也就是说,新款前端模块将钢换成了铝合金,通过粘合法省去了连接件,从而实现了轻量化。实现这一点的,是能使铝合金与PA牢牢粘在一起的异种材料粘合剂“Vestamelt® Hylink”。此为共聚PA粘合剂,除了铝合金外,还能粘合不锈钢和钢等金属,以及PA6、PA66、PA9T、PA610、PA12等PA系树脂。粘合原理是,金属与粘合剂之间及粘合剂与树脂之间都是“氢键和基于交联剂的化学键“,粘合强度达10~20MPa。由此,前端模块的抗扭强度达到192.2N·m,比使用其他粘合剂时(例如180.8N·m)要高。

       新款前端模块FEM的制造方法

       1静电涂敷或卷材涂敷

       首先,对铝合金实施表面处理,去除氧化膜使表面变粗糙。这是为了提高与树脂的粘合力。接下来,经过脱脂处理、表面调整和干燥等各道工序后,在铝合金表面涂敷共聚PA粘合剂。采用静电涂敷法,用喷枪使共聚PA制粘合剂带电,利用静电在工件(铝合金)表面涂敷该粘合剂。此外,还可以使用在金属卷材上用滚轮高速涂敷该粘合剂的卷材涂敷法,作业人员也可以用刷子涂敷。利用卷材涂敷法涂敷时,有望实现30~50m/分钟的高速处理。

       其次进入加热熔化工序,以150~200℃的温度对涂敷了共聚PA粘合剂的铝合金加热约5分钟。粘合剂受热后会熔化流淌。然后再进行冷却,粘合剂就在铝合金表面形成了厚50~150μm的膜。

       2冲压成型

       由于共聚PA粘合剂膜会牢牢粘在铝合金表面,可以直接保管,也可以冲压成型。因此,该粘合剂既可以在冲压成型后的铝合金框架上涂敷,也可以在冲压成型前的铝合金板上涂敷。

       3嵌件注塑成型

       接下来将带有共聚PA粘合剂膜的铝合金放入模具,射出PA进行嵌件成型,前端模块就完成了。成本与之前基本相同。因为省去了用螺丝连接金属框架和树脂部件的成本等。

       仪表板横梁CCB上的应用

       该技术已经在仪表板的支柱——管梁上实现实用化。由铝合金和PA构成,利用共聚PA粘合剂粘合了两种材料。戴姆勒在3款车型上采用。2013年德国戴姆勒在“梅赛德斯·奔驰A级”上首次采用,之后“梅赛德斯·奔驰B级”和“梅赛德斯·奔驰SLS级”也相继配备。使用的PA为玻璃纤维强化PA6。重量最大减轻2成。

文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=12&news_id=4207