【汽車】馬瑞利推碳纖維轉向節 大幅減重

據外媒報道,馬瑞利公司(Magneti Marelli)與熱塑性塑料供應商索爾維(Solvay)合作,推出個碳纖維轉向節。
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隨著汽車制造商致力于減輕新車重量,并不斷取得新成果,這些的材料和制造工藝受到成本限制。馬瑞利提出的解決方案是,采用含40%可回收材料的碳纖維。碳纖維產品在使用壽命結束后很少得到再利用,因此可回收碳纖維材料通常來源于在其他部件制造過程中產生的多余材料。
  汽車轉向節也叫輪轂架或懸架立柱。因為需要支撐汽車的重量,并承受通過該部件傳遞的轉向和制動力,這些部件通常很重。傳統上,這些部件都由鑄鐵制成。作為一種不常見的輕質替代品,鑄鋁主要用于昂貴的跑車。從成本角度考慮,使用碳纖維的想法有些不現實。但馬瑞利公司認為,相關解決方案具有可行性。
  馬瑞利公司的高級材料應用工程師Salvatore Sottile表示:“在這個項目中,我們先想到的是,碳纖維層壓板具有非常高的機械性能,而注塑成型可以實現非常復雜的幾何形狀,可以將二者結合起來。使用可回收碳纖維,能夠降低產品本身的成本,并在制造過程中減少環境足跡。與鋁材相比,還有助于實現輕量化目標。”
  轉向節的形狀復雜,通常經鑄造而成,這給使用碳纖維的想法帶來了挑戰。馬瑞利與索爾維復合材料業務部通力合作,將復合材料的強度與注塑材料的可成型性結合起來。通過高級片材成型壓縮(ASMC)來制造碳纖維轉向節,這種大容量、高壓方法適用于高強度復雜成型材料。比起傳統碳纖維,由此產生的部件能達到同樣的堅固度,甚至更耐開裂。比起常規鑄鐵產品,馬瑞利轉向節的重量減輕了50%,甚至比同等鋁產品輕25%。
  開發團隊進行了廣泛的測試、分析和驗證,以確認這種轉向節的耐久性,并使用1500噸壓力機開發了原型。將短切碳纖維與ASMC結合起來,可以一次成型生產出符合性能要求的復雜結構部件,從而使周期時間適應汽車生產過程。
  該部件經模壓成型和二次成型工藝而成,并采用了索爾維的Amodel PPA和Evolite PPA熱塑性復合材料。這些轉向節等產品專為高溫汽車功能應用而開發。
  目前,馬瑞利公司正與多家意大利跑車制造商聯系,以將這種碳纖維部件投入應用。