據稱,這是第一種大批量的車身結構應用,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。復合材料提供了優秀的機械性能,重量卻大大低于基準鋼
幾十年的經驗和傳統智慧告訴我們,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了這一論斷,但為注塑成型而設計的超短(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中很難實現良好的纖維滲透。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公司生產的一系列車頂(結構固定/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。這是關于該應用如何產生的故事。
強度足夠應用于航空航天領域,重量有助于優化車速
KyronMax化合物最初是為航空航天而開發的,后來擴展到高性能體育用品領域,在這些領域,高溫熱塑性基質是一個優勢,在復雜的幾何形狀中實現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重要。毫不奇怪,這些材料在汽車領域的興趣越來越大,因為注射成型工藝非常適合滿足該行業的高產量、高重復性和再現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始于一次會議,討論MCAM在其產品組合中可能對當時的菲亞特克萊斯勒汽車公司(FCA,現在的Stellantis)的創新小組有用的新材料。經過對KyronMax產品線的討論,以及對幾種具有不同基體和纖維質量分數的產品數據表的審查,然后向FCA的多個應用工程團隊展示并與他們討論了不同的車輛,FCA的創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用。
吉普車的車頂最初是用壓鑄鋼生產的,被認為是一個很好的選擇,因為這些部件是結構性的,尺寸不大,但有復雜的幾何形狀,在那里實現良好的纖維滲透是很重要的。此外,考慮到它們位于車頂,如果可以實現大幅減重,那么這將有助于降低車輛的重心,這將改善設計用于在惡劣地形上越野的車輛的操控性和穩定性。還要考慮到的是,鋼制車頂是由一家海外供應商生產的。
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