|
輕量化是未來(lái)汽車(chē)發(fā)展的重要方向，因此汽車(chē)輕量化材料的研發(fā)及應用也成為各國研究機構、汽車(chē)制造商及零部件企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。利用高穩定性的纖維塑料復合材料替代金屬元件是一種重要的輕量化方法。
近日，來(lái)自德國Fraunhofer IMWS（弗勞恩霍夫材料與系統微結構研究所）的一組研發(fā)團隊與其合作伙伴共同開(kāi)發(fā)了長(cháng)纖維增強塑料復合材料。這種新型長(cháng)纖維增強塑料復合材料不僅具有輕量化特性，而且還可以利用可再生原料生產(chǎn)。纖維塑料復合材料具有強度高、剛性好、密度低的優(yōu)點(diǎn)，是輕質(zhì)結構的理想材料。同時(shí)，纖維增強材料還具有良好的阻尼性能，對腐蝕和風(fēng)化有很強的抵抗能力。
在與德國BYK Chemie GmbH和德國GK Concept GmbH公司的聯(lián)合研發(fā)項目中，Fraunhofer IMWS研發(fā)了一種由連續纖維增強生物基復合材料制成的半成品，這種半成品被稱(chēng)為“UD帶”，“UD帶”包含平行疊加的連續纖維和基于聚乳酸的熱塑性基質(zhì)，通過(guò)將纖維嵌入基質(zhì)中形成長(cháng)纖維增強薄膜，將多個(gè)薄膜層進(jìn)行疊加和熱壓形成了高性能板材。在后續應用中，對其進(jìn)行處理可以使零件的纖維取向適應負載情況。
Fraunhofer IMWS這一項目的目標是在塑料和纖維的生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)生物替代材料來(lái)減少原油基材料的使用，而生物替代材料以可再生材料為原料，從而實(shí)現環(huán)保的目的。研究人員開(kāi)發(fā)的聚合物混合物70%由生物替代材料構成，該混合物由聚丙烯和聚乳酸組成，聚乳酸可以通過(guò)甘蔗和玉米合成。在薄膜浸漬過(guò)程中，將非定向排列的再生纖維素纖維與研制的混合物塑料薄膜結合，形成“UD帶”，使其壓制形成非常穩定的疊層材料。將這種材料應用于汽車(chē)內飾件，不但可以減重高達20%，同時(shí)可以提高性能，其抗彎強度超過(guò)90%的傳統生物材料。這種新型材料可以用于制造特定的結構輕量化構件。
Fraunhofer IMWS熱塑性塑料纖維復合半成品組的負責人Ivonne Jahn表示：我們將高質(zhì)量的生物基纖維與作為主料的生物熱塑性基質(zhì)相結合，從而獲得具有非常好的彎曲、拉伸等機械性能的材料，這些研發(fā)工作對于可持續的輕量化結構應用是非常好的促進(jìn)。他們與GKC GmbH合作在Fraunhofer的示范工廠(chǎng)中使用混合注塑和壓制方法生產(chǎn)了多種的示范元件，例如扶手。
此類(lèi)技術(shù)和材料的發(fā)展為這些生物基聚合物復合材料未來(lái)在汽車(chē)制造業(yè)的使用奠定了基礎，增強了輕量化結構的發(fā)展潛力，在新一代材料應用中，生物基復合材料扮演者不可或缺的角色。
（來(lái)源：Kunststoffe）
中國模具工業(yè)協(xié)會(huì )國際部編譯
|
