據(jù)稱,這是第一種大批量的車身結(jié)構(gòu)應(yīng)用,采用了耐候性強的彩色模塑(MIC)碳纖維增強熱塑性塑料(CFRTP),首次出現(xiàn)在一系列車頂托架(支架)上,用于固定2021年Jeep Wrangler SUV(如上圖所示)和Stellantis的角斗士皮卡的硬頂和軟頂。復合材料提供了優(yōu)秀的機械性能,重量卻大大低于基準鋼
幾十年的經(jīng)驗和傳統(tǒng)智慧告訴我們,加固的纖維越長,所得復合材料的機械性能就越高。盡管納米復合材料添加劑的引入在某種程度上挑戰(zhàn)了這一論斷,但為注塑成型而設(shè)計的超短(但不是納米級)碳纖維(USCF)增強熱塑性塑料(CFRTP)系列已被證明始終優(yōu)于短和長(玻璃或碳)纖維熱塑性塑料。這在復雜的幾何形狀中尤其如此,因為在精細或高大的零件細節(jié)中很難實現(xiàn)良好的纖維滲透。事實上,三菱化學先進材料公司(Mitsubishi Chemical Advanced Materials Inc,MCAM)目前提供一種被稱為KyronMax的化合物,不僅能超越傳統(tǒng)的熱塑性復合材料,而且還能超越金屬。這方面的一個很好的例子是Stellantis公司生產(chǎn)的一系列車頂(結(jié)構(gòu)固定/支架),用于固定2021年吉普牧馬人運動型多用途車(SUV)和角斗士皮卡上的可拆卸軟頂或硬頂。這是關(guān)于該應(yīng)用如何產(chǎn)生的故事。
強度足夠應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,重量有助于優(yōu)化車速
KyronMax化合物最初是為航空航天而開發(fā)的,后來擴展到高性能體育用品領(lǐng)域,在這些領(lǐng)域,高溫熱塑性基質(zhì)是一個優(yōu)勢,在復雜的幾何形狀中實現(xiàn)高纖維滲透的能力對于在低重量下滿足苛刻的機械要求至關(guān)重要。毫不奇怪,這些材料在汽車領(lǐng)域的興趣越來越大,因為注射成型工藝非常適合滿足該行業(yè)的高產(chǎn)量、高重復性和再現(xiàn)性要求以及低于平均水平的成本。
復合材料屋頂接收器的開發(fā)始于一次會議,討論MCAM在其產(chǎn)品組合中可能對當時的菲亞特克萊斯勒汽車公司(FCA,現(xiàn)在的Stellantis)的創(chuàng)新小組有用的新材料。經(jīng)過對KyronMax產(chǎn)品線的討論,以及對幾種具有不同基體和纖維質(zhì)量分數(shù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)表的審查,然后向FCA的多個應(yīng)用工程團隊展示并與他們討論了不同的車輛,F(xiàn)CA的創(chuàng)新小組決定進一步探索這些材料,并開始尋找可以評估這些化合物能力的應(yīng)用。
吉普車的車頂最初是用壓鑄鋼生產(chǎn)的,被認為是一個很好的選擇,因為這些部件是結(jié)構(gòu)性的,尺寸不大,但有復雜的幾何形狀,在那里實現(xiàn)良好的纖維滲透是很重要的。此外,考慮到它們位于車頂,如果可以實現(xiàn)大幅減重,那么這將有助于降低車輛的重心,這將改善設(shè)計用于在惡劣地形上越野的車輛的操控性和穩(wěn)定性。還要考慮到的是,鋼制車頂是由一家海外供應(yīng)商生產(chǎn)的。
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