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用玻璃纤维增强材料代替铁板制造车架 |
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作者：众泰汽车有限公司 来源：AI汽车制造业 |
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虽然用玻璃纤维增强材料代替铁板制造的车架更加轻巧，但是以前这只出现在摩托车和小批量生产的轿车中。随着玻璃纤维增强材料自动化技术的应用，这种更加轻巧的车架也将出现在大批量生产的轿车中。
玻璃纤维增强材料
利用玻璃纤维增强材料来代替铁板，是一种新型的生产工艺。按照这种工艺技术生产制造的赛车有点像轿车。它们的车架由玻璃纤维增强的塑料材料制造，使用的是专门的成型模具。虽然它们的重量很轻，但是其生产制造工艺技术相当复杂。生产时，人们将一层层预制的成型件，即所谓的“片状模塑料”手工放置到汽车零件的模具中。有时也加入铝质的蜂窝板，然后浸透树脂。
Carrera GT汽车是保时捷公司研发生产的第一辆全部用CFK碳纤维增强塑料制作底盘和副车架的公路车辆。意大利的碳纤维材料专家ATR集团公司需要用4天时间才能完成一个底盘的制作。这同时也说明了，为什么纤维增强材料的汽车通常只能是小批量生产了。
若车架的零部件不复杂时，利用专门的技术，如宝马公司在M3 Coupe轿车车顶生产中使用的反应注塑（RTM）技术，纤维增强材料车架部件的制作速度能够快一些。
柔软的预制片状膜塑料被自动的放入RTM模具中，然后在高压下将环氧树脂注射到模具中，硬化后取出零件，交给后续的铣削生产流程。宝马M3 Coupe轿车的行李舱盖也是利用增强纤维塑料材料制作的。
这种CFK车架制造需要较长的时间和手工技巧。在轻结构设计中非常有意义
片状塑料膜
汽车工业中还经常使用热固性塑料——片状塑料膜（SMC）。这是一种要采用流动压注工艺技术、在高压下成型的塑料材料。在人们能够承受得起的生产成本条件下，利用这一技术能够进行大批量的生产。Weiden市Peguform有限责任公司的基本技术和工艺研发领导人Eberhard Walz先生认为，最佳的产量应为每年50000辆。
这种情况也反应在复合材料产品的生产中。Peguform公司的产品包括保时捷卡宴、萨博、宝马 X3和5系列轿车的后舱盖扰流板，大众的Caddy和Smart Forfour的车顶和发动机前舱盖，以及奥迪A8不同的车架构件。
Eberhart Walz先生说：“这些零件具有很高的形状稳定性、很好的声学降噪性能、具有像钢材和铝合金材料那样在不同温度环境中保持缝隙不变的性能。”
目前，Peguform公司每天向各大汽车生产厂供应的复合材料构件大约8000件。其中还包括一些商用车的零部件。因为车辆变型设计的原因，汽车生产厂家采用复合材料作为一种变通的生产手段来制造商用车的零部件，这些零部件每年的产量大约在50 000件左右。自2008年8月起，被Polytec控股集团公司兼并的Peguform公司就把合成材料产品生产作为自己重要的战略经营领域。尽管纤维增强材料产品的生产只占企业经营领域中的一小部分，年销售收入只有140万欧元。但是这一经营领域的增长潜力却非常大，而且除汽车零部件之外，还有许多未知的应用领域。Eberhard Walz先生说：“我们35%左右的合成材料制品为A级轿车的喷漆件；另有35%的产品是对表面质量有一定要求的结构件；15%的产品是结构和功能件，耐热和耐化学腐蚀的零部件占20%左右。”
在关于“赞成或者反对”合成材料的问题上，这种SMC材料的支持者还提到了这种材料的一个优点：这种纤维合成材料中最多只有三分之一的成分来自石油化工原材料。其余的三分之二是天然矿物质材料。这些原材料能够在欧洲开采并生产出来。
天然纤维增强的塑料
类似的情况也适用于天然纤维增强的塑料，例如用大麻增强或者亚麻增强的聚丙烯材料。根据天然纤维增强塑料专家Hürther Nova研究所的介绍，在每一辆梅赛德斯A级轿车中就有26个天然纤维增强的聚丙烯零件，共重24kg。在S级轿车中有32件、共重43kg，比前一种增加了73％。
同时，塑料产品生产加工设备的生产厂也在不断研发和生产新型的、更加经济的塑料生产设备。例如Dieffenbacher公司就为热塑性塑料件的生产研发成功了LFT-D长纤维增强热塑性复合材料工艺技术，它省略了生产成本昂贵的半产品制作工序。利用E-LFT技术（连续纤维增强长纤维热塑性工艺）可以把纤维增强的塑料纤维制作成“永不中断”的长丝，从而明显地缩短了生产时间。
在微型轿车Smart Fortwo中的试验，得出了令人满意的结果，采用新技术可以节约35％～50％的原材料，可以缩短生产节拍并使得零部件设计刚性提高20％以上。
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(投稿)
(6/23/2010) |
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