获SPE大奖的长纤维热塑性产品及吹塑成型部件

博主:adminadmin 2024-12-13 47 0条评论

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  在2006年评选出的9项SPE汽车革新大奖中,有4个奖项被长玻纤增强材料产品以及由结构吹塑技术成型的产品赢得。从9个获奖产品所用材料来看,其中有7个产品采用的是PP基材料,包括TPO和TPV,由此反映出汽车工业目前正将焦点集中在低成本、轻重量和易回收的材料上。

  长纤维的突出特点

  近年来,汽车工业对高强度、高硬度的长纤维增强材料的需求与日俱增,这从2006 SPE汽车革新大赛中的参赛产品中可见一斑。在此次SPE获奖产品中,一个不同寻常的产品获得了SPE的环境大奖,这就是2007 Honda Acura MDX的车顶篷(headliner)。该车顶篷由曼切斯特的M-Tek公司制造成型。

  目前大多数的汽车顶篷由玻纤毡热塑性塑料片材(GMT)压缩成型,而这一获奖产品的材料却由玄武岩长纤维取代了原来的长玻纤。这一被称为VolcaLite的PP/玄武岩片材来自Azdel 公司(由GE Plastics销售)。尽管该材料更重也更昂贵,但玄武岩纤维完全能够达到与玻纤同样的机械性能。

  

  2007 Honda Accura MDX的汽车顶篷赢得了SPE环境奖。该部件采用了Azdel VolcaLite PP片材,材料中用长玄武岩纤维代替了玻纤

  据说采用玄武岩长纤维的主要原因是为了避免在处理报废汽车部件时,玻纤材料对焚化炉造成的污染。一般,由玻纤增强材料制成的汽车顶篷中含有70%的玻纤,当在焚化炉内对其进行处理时,熔融的树脂会粘贴到炉壁上,从而带来了非常昂贵的维护保养费用。为此,日本的回收和处理委员会已经通过立法,要求汽车公司必须支付焚化炉的清洁费用。

  

  2007 Dodge Nitro SUV仪表板结构导管总成赢得了车身内饰奖项。该部件采用Krauss-Maffei的注塑配混料机(IMC)加工成型

  此外,在这些获奖产品中,一个令人兴奋的产品是由D-LFT工艺生产的长玻纤部件,即2007 Dodge Nitro SUV的仪表板结构导管总成,它获得了本次SPE大奖的车身内饰奖。该结构导管部件由添加了30%长玻纤的PP制成,通过振动摩擦焊接将其焊接到经滑石粉填充的热塑性塑料烯烃(TPO)仪表板固定件上,从而免去了金属交叉梁,不仅减轻了重量,而且降低了成本。与所取代的昂贵的PC/ABS材料相比,长玻纤PP的硬度是PC/ABS的2倍,它使整个仪表板总成的成本下降了15%。据说2008 Jeep Liberty KK也将使用这样的结构导管部件。

  另外一个引人关注的地方就是,这个部件是由Krauss -Maffei公司的注塑配混料机(IMC)成型而成的。IMC设备是由一台双螺杆挤出机安装在双阶段成型压机正上方所构成。双螺杆挤拉出玻纤的连续纤维束,同聚丙烯材料、表面处理剂、黑色浓缩物相互混合和浸渍,并在进料到注射柱塞之前进行二次研磨。IMC设备附带的专用的贮能器可允许挤出机进行连续不间断的操作。

  

  车体外部部件大奖授予了吹塑成型的2007 Jeep JK车的TPO前后保险杠

  该部件所使用的高流动(60 MFR) PP共聚物是Basell公司的SG853,最终混合物的流动指数为20 MFR。根据一级供应商Intertec Systems的说法,玻纤进入模具时的长度为20~25mm,而在最终的成型部件内,玻纤长度为8mm。据说采用IMC工艺预混合的长纤维颗粒比添加了4~5mm短纤维的材料具有更高的拉伸强度和伸长率,即使短纤维的含量达到40%也无法与之相比。Intertec声称,其抗冲击性能是短纤维PP的2倍,硬度是先前使用的PC/ABS的2倍。

  另一个参加评比的、采用了Krauss-Maffei的IMC技术在注射机上直接混配长玻纤PP的产品是2007 Chrysler Sebring轿车门内板模块。这一40%玻纤填充的部件省去了11个组件,包括金属增强配件。该门板设计了一个整体把手以抵抗侧面的冲击。据该部件的成型厂家Intier Automotive Interiors称,该部件壁厚为2mm,部件中的玻纤长为12mm。

  参加此次SPE最终评比的其他5种采用长玻纤粒料注射成型的产品还包括:

  ● Mercedes-Benz M、R和GL级汽车中的仪表板骨架。这一由Delphi Corp生产的仪表板骨架采用30%长玻纤PP注射成型。所用材料来自于SABIC Europe(SABIC在美国的注册公司为RheTech,生产相似的产品)的13mm StaMax粒料。Delphi公司用这种材料代替了原来的SMA、PC或者PC/ABS。该部件壁厚为1.8mm,安全气囊门的壁厚甚至更薄。

  ● Jeep Wrangler的前端支架的2个侧边采用40%长玻纤PP( Ticona的Celstran)制造,并在顶部和底部用钢梁支撑。该部件采用Dow的Betamate LESA结构胶黏剂粘接,不要求进行表面处理。该部件由Decoma International公司生产。

  ● 在2007 Jeep Wrangler上的全塑车窗框由Nyloncraft公司生产,所用材料为Ticona的Celstran 40%长玻纤填充PP粒料。

  ● Faurecia Interior Systems公司为2007 Dodge Nitro生产的车窗调整器支架没有钢轨。Faurecia将含有75%玻纤的母粒与PP粒料在注射机上共混得到玻纤含量为25%的材料,其中玻纤母粒来自于Saint-Gobain Vetrotex America公司。

  ● 在2006 Opel Corsa上用于行人保护的保险杠采用30%长玻纤填充尼龙(BASF Ultramid B3WG6 CR)制造,该部件由Heyco公司生产。BASF开发了新的专利软件能够预测部件中纤维的取向,并利用有限元结构分析模拟部件的机械性能。

  

  用于2007 Audi TT家用轿车的整体结构吹塑成型PC/ABS椅背获得了安全奖

  吹塑成型的“明星”

  在2006 SPE大奖中,车体外部部件大奖被授予了吹塑成型的2007 Jeep JK车的TPO前后保险杠。该部件采用Salflex Polymers公司的特殊TPO(Salflex 610MW RXF)吹塑成型。Salflex Polymers公司是ABC集团的一部分,该集团也成型保险杠。该结构部件未涂覆、有一定纹理,具有A级表面,可用来代替传统的注射成型的保险杠,不过仍然保留有钢梁进行支撑。据说该部件的塑料部分重11~15lb,达到了欧洲关于保护行人的要求,能经受300lb的步进负荷测试。

  安全奖的获胜者是2007 Audi TT家用轿车的整体结构吹塑成型椅背。该部件由Dow的Pulse 2200 BG PC/ABS制造,它取代了钢结构和金属片材。在该部件的成型中,利用模具中一些特别设计的凸起以在部件上形成凹坑,用以增加强度。

  尽管没有获得最终的胜利,用滑石粉填充PP吹塑成型的地板仍引起了人们的极大兴趣。该地板由Lear公司生产,采用嵌件成型,具有防滑TPO表面,这一2~3mm厚的TPO表皮是在吹塑成型片材之后注射成型的。该地板经特别处理,具有很多小孔以利于透气,而且在TPO与PP之间没有任何黏合剂。此外,该产品有加强筋,能承受250lb负荷,并装有活动的合叶以取放地板下的备胎。

The End

发布于:2024-12-13,除非注明,否则均为爱空网原创文章,转载请注明出处。