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Hexcel GroUP目前正在建立一個(gè)堅(jiān)實(shí)的平臺(tái)，以支持其未來汽車行業(yè)的發(fā)展。約有70％的Hexcel業(yè)務(wù)涉及商用航空航天業(yè)，但該公司的工業(yè)產(chǎn)品部門正在尋求在眾多終端用戶子市場中實(shí)現(xiàn)增長。其中之一是汽車行業(yè)，該公司已經(jīng)提供了許多產(chǎn)品，包括數(shù)千平方米的HiMax三軸碳纖維增強(qiáng)材料。
然而，建立這一成功的一個(gè)關(guān)鍵因素在于對(duì)復(fù)合材料能做什么和不能做什么采取現(xiàn)實(shí)的態(tài)度。
“如果我們考慮用復(fù)合材料替換現(xiàn)有的金屬部件而不改變他們所處的設(shè)計(jì)環(huán)境，那么就會(huì)出現(xiàn)直接問題，”Hexcel的汽車銷售和營銷總監(jiān)Achim Fischereder說！皬(fù)合材料與金屬有很大不同，具有不同的限制和設(shè)計(jì)界限。這也延伸到它們?nèi)绾握系浇Y(jié)構(gòu)中。“
關(guān)鍵差異
此外，他補(bǔ)充說，基于碳纖維和玻璃纖維的復(fù)合材料之間存在關(guān)鍵差異。
“當(dāng)剛度是零件設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)參數(shù)時(shí)，基于碳纖維的產(chǎn)品具有明顯的優(yōu)勢。然而，由于與玻璃纖維相比光纖價(jià)格較高，實(shí)現(xiàn)可行的商業(yè)案例更具挑戰(zhàn)性。當(dāng)設(shè)計(jì)師尋求高能量吸收（這對(duì)于碰撞驅(qū)動(dòng)應(yīng)用至關(guān)重要）或卓越的疲勞性能時(shí)，玻璃纖維產(chǎn)品實(shí)際上是更好的選擇。“
玻璃纖維復(fù)合材料的一個(gè)成功案例是HexPly M901預(yù)浸料的開發(fā)，該預(yù)浸料專為板簧開發(fā)而成。在此應(yīng)用中，HexPly M901的固化時(shí)間不到15分鐘，即使對(duì)于非常厚的部件，其機(jī)械性能比標(biāo)準(zhǔn)預(yù)浸料高15％，并具有增強(qiáng)的疲勞性能。HexPly M901在后固化后提供高達(dá)200°C的Tg，面積重量可達(dá)1,600 gsm。
Hexcel為汽車提供多種產(chǎn)品，包括用于車輪的HiMax三軸碳增強(qiáng)材料。u00A9Hexcel
“這種汽車行業(yè)應(yīng)用具有極高的成本競爭力，并利用我們風(fēng)能業(yè)務(wù)積累的專業(yè)知識(shí)，我們已經(jīng)掌握了重型玻璃預(yù)浸料的成本效益，”Fischereder說！巴瑫r(shí)，碳纖維部件可以提供其他優(yōu)勢！
零浪費(fèi)
他舉例說，HexMC-i 2000用于新型車輛傳動(dòng)橫梁。Hexcel開發(fā)了零廢棄工藝，非常適合大批量生產(chǎn)這些零件，這些零件將車輛底盤的任一側(cè)連接在一起并支撐其傳動(dòng)。“傳動(dòng)橫梁必須堅(jiān)硬，堅(jiān)固且耐疲勞，”Fischereder說，“因?yàn)樗鼈儽┞对诼访嫔，它們還必須能抵抗石屑，以及水和鹽引起的腐蝕。” HexMC-i 2000包含隨機(jī)定向的單向碳纖維增強(qiáng)預(yù)浸料矩形芯片，浸漬有Hexcel M77快速固化環(huán)氧樹脂。模塑料可在短短兩分鐘內(nèi)固化，以生產(chǎn)輕質(zhì)，堅(jiān)固和堅(jiān)硬的部件！
HexMC-i 2000專為彌合板材模塑料（SMC）和預(yù)浸料之間的價(jià)格 - 性能差距而設(shè)計(jì)，其密度約為鋼的硬度的五分之一，其機(jī)械性能高度一致。
基于它的傳動(dòng)橫梁在性能方面與鋁版本相當(dāng)，但可以輕30-35％。它們由在模具中鋪設(shè)并壓縮成型的預(yù)制件生產(chǎn)。可以在一步成型工藝中將肋，鋁嵌件和其他功能結(jié)合到零件中，與零件的金屬版本相比減少了元件數(shù)量并降低了成本！
至關(guān)重要的是，來自預(yù)制件的任何切口可以在材料層之間交錯(cuò)，以在關(guān)鍵區(qū)域提供額外的加固，因此，該過程不會(huì)產(chǎn)生任何浪費(fèi)。
雜種
Hexcel還看到了復(fù)合材料和金屬混合結(jié)構(gòu)的巨大潛力。
“在與碰撞相關(guān)的結(jié)構(gòu)中，金屬可以通過復(fù)合補(bǔ)片非常有效地進(jìn)行局部加固，我們還證明了預(yù)浸料補(bǔ)丁可用于NVH管理。例如，這個(gè)概念用于修改帶有碳補(bǔ)片的鋁制副車架的振動(dòng)特性，“Fischereder解釋道！敖Y(jié)果是與50％重鋼副車架相同的振動(dòng)特性。此外，市場尚未充分探索碳和玻璃結(jié)合產(chǎn)生的機(jī)會(huì)，以盡可能低的成本獲得最佳零件性能。
光滑的表面
赫氏材料，包括華邦和PrimeTex織物，以及的HexPly XF3鋪面膜現(xiàn)在也廣泛地用于化妝品應(yīng)用，以提供車輛與光滑表面在式1中第一普及！
碳無卷曲織物。u00A9Hexcel
HiMax非卷曲織物的特點(diǎn)是光滑的平面，允許高性能層壓板與PrimeTex織物表面層，以實(shí)現(xiàn)編織碳外觀。HiMax織物進(jìn)一步設(shè)計(jì)用于樹脂灌注加工，并可使用HexStitch專業(yè)縫合技術(shù)進(jìn)一步個(gè)性化！
PrimeTex面料采用扁平編織而成，經(jīng)紗和緯紗均勻，將封閉系數(shù)提高至99.9％。高度均勻的織物非常適合非常輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)，結(jié)合了美學(xué)吸引力和高機(jī)械性能（包括剪切和壓縮強(qiáng)度）和非常低的孔隙率。非常輕質(zhì)的碳纖維，如AS4 3K，98gsm和IM 12K，160gsm，現(xiàn)在是PrimeTex系列的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。
B柱。u00A9Hexcel
HexPly XF3環(huán)氧表面膜可以進(jìn)一步增強(qiáng)表面，并且需要最少的涂漆準(zhǔn)備。它們可與120℃及以上的一系列HexPly預(yù)浸料共同固化，重量可達(dá)300gsm。它們非常易于處理，具有良好的粘性和懸垂性，也可以打磨。在綜合測試中，他們表現(xiàn)出優(yōu)異的耐老化性能。
這些Hexcel材料的優(yōu)質(zhì)表面處理的一個(gè)關(guān)鍵例子是蘭博基尼的Aventador LP700-4，它采用碳纖維復(fù)合材料單殼體結(jié)構(gòu)。選用Hexcel的HexPly M47預(yù)浸料，采用PrimeTex碳纖維增強(qiáng)材料和XF3貼面薄膜，以滿足碳纖維屋頂?shù)募夹g(shù)挑戰(zhàn)和高機(jī)械性能要求 - 以及A級(jí)表面處理。
電動(dòng)汽車
展望未來，Hexcel看到了電動(dòng)汽車（EV）發(fā)展的巨大機(jī)遇。
“我們在高容量領(lǐng)域正在進(jìn)行的大多數(shù)項(xiàng)目都是針對(duì)與內(nèi)燃機(jī)（ICE）汽車相比要求不同的電動(dòng)汽車，”Fischereder說！皬(fù)合材料在EV中的機(jī)會(huì)特別涉及電池與汽車結(jié)構(gòu)的整合，以及與更高的汽車重量相關(guān)的不斷變化的碰撞測試要求以及除了乘客之外，現(xiàn)在還有需要保護(hù)的電池。在這個(gè)領(lǐng)域，我們相信復(fù)合材料可以提供非常有效的解決方案，而我們與大眾汽車在混合金屬復(fù)合材料結(jié)構(gòu)上所做的工作就是市場發(fā)展方向的一個(gè)例子。
“我們現(xiàn)在已經(jīng)準(zhǔn)備好支持自動(dòng)駕駛汽車和飛行汽車的設(shè)計(jì)師，我們在航空航天和汽車領(lǐng)域的獨(dú)特傳統(tǒng)必將使我們成為明天設(shè)計(jì)車輛的理想合作伙伴，”他總結(jié)道。
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