福特展示碳纤维引擎罩

作者:本网编辑 发布时间:2013-05-13
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2012年10月,在于德国杜塞尔多夫举行的复合材料欧洲展览会上,福特汽车公司展示了一款原型碳纤维复合材料引擎罩.

2012年10月,在于德国杜塞尔多夫举行的复合材料欧洲展览会上,福特汽车公司展示了一款原型碳纤维复合材料引擎罩。作为与德国Hightech.NRW 合作研究项目以及与陶氏汽车部门合作开发的结果,该原型Ford Focus 引擎罩要比标准的钢制部件至少轻50%。在这项由福特欧洲研发中心的工程师们参与的研究项目的推进过程中,作为一项进展结果,据说单个碳纤维引擎罩生产速度的加快,使其足以满足汽车生产线的要求——这为增加轻量化材料在福特汽车上的应用迈出了重要的一步。

福特欧洲研发中心的先进材料及工艺研究工程师Inga Wehmeyer介绍说,该引擎罩是由碳纤维蒙皮和一个泡沫芯材组成的夹层结构。其中的碳纤维蒙皮是由德国Toho Tenax公司提供的一种单向24K丝束的碳纤维织物组成的多层结构,这些碳纤维织物层通过采用环氧树脂粘结粉被层叠在一起,然后与赢创工业公司提供的ROHACELL 泡沫芯材组合为夹层结构。所用树脂为德国汉高公司的一种热固性树脂。该部件是通过一种精细调整的缝隙浸渍工艺被生产而出。该工艺由亚琛工业大学塑料加工学院(简称“IKV”)开发,是在略微开启的模具中,向碳纤维预成型件的上方注射树脂,注射浇口则位于模具型腔的一端。注射开始时,树脂通过上模与预成型件之间的微小缝隙流过并完全覆盖预成型件的上方。在注射过程中,模具以一个微小的角度逐渐闭合,在最靠近浇口的一端压紧预成型件。当模具按角度闭合时,树脂受压流入预成型件的其余部位并流遍模具型腔的其余区域。当模具完全闭合时,受压的且完全得到浸润的层压结构即实现了热固化。

Wehmeyer强调说,福特正处在开发工作的早期阶段,目前主要依靠手工铺层方式,原型引擎罩的生产由德国Composite Impulse完成。然而,初期的成效是值得肯定的。在未来6个月中,福特将在IKV 实现低产量的试制生产,并将实现15min的生产循环周期,Wehmeyer对此确信无疑。

不久,消费者们就将在一款尚待揭晓的量产汽车上看到碳纤维的引擎罩。Wehmeyer表示,福特将仔细评估材料和生产成本。“最终,我们会了解一个又一个客户对价格的期望值,因此价格肯定是我们必须考虑的因素。当我们向前推进该项目时,必将对碳纤维及其成本进行评估。”她说,“虽然降低汽车重量从而减少燃油消耗已不是秘密,但适用于碳纤维汽车部件大批量生产的快速且可承受的生产工艺目前却还没有。通过与从事Hightech.NRW项目研究的材料专家们结为合作伙伴,福特正在开发一种解决方案,以为生产具有成本效益的碳纤维部件提供支持。”Hightech.NRW项目开始于2010年,虽然其许可证要到2013年9月才结束,但该项目已在其目标方向上取得了重大进展。尽管如此,Wehmeyer还是警告说:“福特乘用车的消费者们不要期望能在近期看到碳纤维车身的样车上市。我们已为原型Focus引擎罩精心调整和开发的技术,能够在稍晚的时候被转移到更高产量的应用中。”

在福特欧洲研发中心参与Hightech.NRW研究项目之前,福特曾于2012年早期宣布了其与陶氏汽车部门的合作,以共同对新材料、设计流程和生产技术展开研究。陶氏和福特表示,他们的计划不仅是要开发高产量的成型方法,而且还要建立一个经济的汽车级别碳纤维供应源。这两大任务对于扩大未来福特电池电动汽车和插入式混合电动汽车的应用范围至关重要。按照福特的计划,通过整合诸如碳纤维之类的先进材料,到这个十年末,该公司将使汽车的平均重量降低340kg。

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