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自膨胀泡沫芯材成功应用于复杂汽车结构件

来源:中国复材展组委会 发布时间:2020-03-19
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日前,荷兰汽车主机厂Donkervoort为其Ex-Core工艺技术的应用正式成立了一家独立公司。Ex-Core工艺采用专利技术改变了碳纤维复合材料(CFRP)的制造,使结构复杂零部件能够一步整体成型。

一步法成型工艺

Ex-Core工艺的开发始于一次巧合,当时Donkervoort的工程师发现所开发的泡沫芯材能够在烈日下不受控制地长大。受此启发,该公司开启了对理想泡沫填充物及其Ex-Core工艺的开发进程。

十年磨一剑,研究者经过十年的潜心研究才最终确定了泡沫芯材的配方,并进行了相关测试和验证。

结构更复杂、应用更多样

Ex-Core技术不仅包含泡沫材料的具体配方,还包括其完整的工艺,以及为该工艺专门设计的装置,以便客户能够采用该设备直接对工艺过程进行精准控制。

该装置本身就是Ex-Core的模具,而内部压力能够极方便地塑造复杂形状,这在CFRP应用领域是前所未有的。模具由碳纤维复合材料制成,其中集成了加热元件和压力传感器,能够对泡沫进行精确加热,从而将碳纤维压至模具内表面而定型。

Ex-Core的另一优势在于可使部件的隐藏缺陷更少。在内部压力的作用下,碳纤维被精确地送到了模具的每一个角落,因此无需为可能的缺陷多准备原材料。

施加于纤维上的压力可为2bar、8bar和20bar,需要根据配方和固化曲线进行具体选择。

Ex-Core系统模具没有阴阳之分,操作不复杂,失误的可能性不大。

专为汽车设计

Donkervoort公司开发Ex-Core工艺系统主要为自用之便,但该系统同样适用于游艇、运动赛车、自行车、其他专业运动,甚至是无人机领域。

在未来的两年中,Dondervoort公司将通过欧盟的SME2计划将Ex-Core放大到批量化生产规模,同时该技术也将向汽车领域之外不断拓展。

对于传统汽车工业之外的所有可能应用,电动汽车的发展无疑为该技术的应用创造了巨大的机遇。由于电池重量极为可观,因此汽车其他部位的减重显得很有价值。

另外,Ex-Core技术能够降低车辆的噪音、振动和声振粗糙度(NVH)。而NVH在电动汽车领域已被证明是个大问题,特别是CFRP结构,采用Ex-Core技术生产的产品能够更有效地吸收振动能量。

同时,Ex-Core技术能够吸收冲击能量,降低小碰撞后灾难性结构破坏的风险,由于泡沫芯材的存在,相比目前常见的CFRP单体壳结构,部件也会更容易维修。

 

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