应用于轻量化电动车的混合工艺及混合材料

        在2016年10月底德国杜塞尔多夫举办的塑料展上，德国“莱卡”项目团队发布了上图所示的由纤维塑料和金属混合材料构成的电动车轻量化底板结构。

在“莱卡”合作项目中，科研人员和来自电动出行高效节能轻量化结构研究与技术中心的工业合作伙伴们针对电动车开发了一种新型的构造。“莱卡”项目组的研究工作聚焦于由纤维塑料复合材料和金属构成的混合材料。科研人员开发出了一款用于电动车的轻量化底板结构，并且验证了采用成型-底喷复合工艺进行批量生产的可行性，以及采用混合材料可实现的轻量化潜能。

       “莱卡”研究项目始于2013年，参加单位有德国德累斯顿工业大学轻量化和塑料技术研究所、克劳斯玛菲、孚利模、奇昊、蒂森克虏伯等公司以及其它合作伙伴。该项目的研究目标是通过新型混合材料的应用降低电动车工具的结构重量。

       “莱卡”项目的科研人员采用钢或镁制的金属覆盖层和纤维复合芯PA6-MATRIX组成了一种新型的混合材料。在这种类似三明治的多层结构中，科研人员对这两种混合材料中可利用的材料特性及技术特性进行了优化。结构设计不仅考虑到动态和静态负载状态，也考虑到了设计的高效和实用性。通过对稳定的成型及喷铸工艺技术的有效整合，“莱卡”项目开发和制定了针对混合材料的生产制造技术与规范。

       借助电动汽车的这种底板结构，科研人员在“莱卡”项目中展示了新型混合材料的轻量化潜能以及冲压与底喷工艺同时进行的可操作性。

       在实验室内进行了第一次颇有成效的成型试验以后，项目合作单位在德累斯顿大学轻量化与塑料技术研究所设计并组装了一台实验装置。在工艺研发中心现有的3000吨的高速压力机的基础上，克劳斯玛菲利用一台SP12000喷塑机，研发并组装了一台螺栓紧固设备，并加以组装。通过此项装备技术，可以在一道工序内完成纤维塑料金属混合材料成型底喷加工。德累斯顿大学轻量化与塑料技术研究所的研究人员认为：“由此可推导出设备的工艺水平及结构质量，最终可实现将生产节拍时间有效控制在2分钟之内，上述结果是对这种材料以及生产方式混合化工艺所显现出来的理论潜能的有效论证”。

       对单个零件的最终测试以及全部组件的实验论证也在同时进行，这一步骤是为了证明，在性能相同的情况下，该工艺的轻量化效果会比单一的金属性解决方案的效果明显高出约25%。