Сплошные армированные волокном термопластические композиты позволяют использовать лопасти колеса для полностью электрического внедорожника

Гладкое покрытие. NIO выбрала Maezio от Covestro в качестве колесного диска, основанного на эстетике и аэродинамике однонаправленного углеродного волокна. Источник | Ковестро

Спицевые лезвия для автомобильных колес, также известные как колесные лопатки, стали популярным инструментом для инженеров-конструкторов, стремящихся улучшить эстетику и аэродинамику колеса. Хотя углеродное волокно является популярным материалом для изготовления этих неструктурных деталей, многие дизайнеры стремятся продемонстрировать материал по-разному, помимо традиционного тканого вида, который обычно используется для внешних компонентов и акцентных областей. Компания Covestro (Леверкузен, Германия; Шанхай, Китай) недавно объявила, что ее композиты Maezio из армированного непрерывным волокном термопласта (CFRTP) используются в производстве композитных колесных дисков, используемых на алюминиевых колесах для полностью электрических внедорожников ES6 и ES8, производимых компанией NIO (Шанхай, Китай). Этот материал дает производителям оборудования и дизайнерам новую альтернативу традиционному плетеному виду углеродного волокна, предлагая уникальный внешний вид с однонаправленной оптикой из углеродного волокна и множеством вариантов отделки.

«Дизайнеры ищут новые стили, чтобы дифференцировать свои области применения», - говорит Флориан Дорин, специалист по автомобильным композитам Covestro.

«Композиты Maezio - это очень уникальный материал, потому что они как бы переопределяют то, как красота связана с углеродным волокном», - добавляет Янбин Ван, старший дизайнер CMF NIO. «Они задали новое эстетическое направление с однонаправленными нитями волокон, которые кажутся динамичными и полными энергии».

Maezio, представленный в октябре 2018 года, включает однонаправленные (UD) армированные ленты и листы из углеродных волокон, пропитанных поликарбонатной (ПК) матрицей. Ленты Maezio UD можно ламинировать под разными углами, чтобы сформировать листы, настроенные в соответствии с различными характеристиками и механическими критериями. В результате получаются прочные, жесткие, легкие листы с естественной однонаправленной обработкой поверхности.

Узнайте больше о непрерывных композитных материалах Covestro Maezio CFRTP:

• Covestro запускает производство термопластов из непрерывного волокна Maezio.
• Демократизация композитов

Для отвала NIO листы Maezio складываются из слоев ленты UD до необходимой толщины. Бобышки винтов формуются поверх, а затем привариваются к детали. Система термопластической матрицы Maezio позволяет легко соединять ее с другими функциональными компонентами во время обработки. В данном конкретном случае вставки дисковых ножей соединяются со спицами через формованные втулки для винтов из поликарбоната. Использование той же смолы обеспечивает сцепление между втулкой винта и полотном колеса.

Компания NIO выбрала Maezio для изготовления своих колесных дисков в первую очередь на основании эстетических свойств материала и аэродинамики - лезвия не являются структурной частью, предназначенной для уменьшения сопротивления ветру вокруг колес и повышения топливной экономичности. Однако Дорин также подчеркивает, что необходимо учитывать несколько факторов производительности. На лопасти колес действуют вращающие усилия и высокие тепловые нагрузки, возникающие при торможении. По словам Дорина, поликарбонат Makrolon компании Covestro, который обеспечивает матрицу для Maezio, обеспечивает хорошие, простые адгезионные свойства и совместим с широким спектром покрытий и процессов декорирования для создания уникальных поверхностей, при этом отвечая требованиям к характеристикам.

Компания Covestro не смогла назвать своего поставщика покрытия, но для лопастей колес была разработана система покрытия, которая не только сохраняет красоту однонаправленных волокон, но и обеспечивает необходимую защиту. Система покрытия отвечает строгим требованиям безопасности и производительности, включая устойчивость к ударам, химическим воздействиям и погодным условиям. Кроме того, поликарбонат обладает высокой термостойкостью, поэтому режущая пластина колеса может выдерживать температуры до 150 ° C, вызванные торможением. Сама деталь прошла механические испытания, а также испытания на качение, изгиб, износостойкость и торможение. Он также был подвергнут гидроабразивной очистке под высоким давлением, удару гравия, длительным испытаниям на тепловое старение, воздействию температуры и таких химикатов, как бензин, дизельное топливо и тормозная жидкость. Материал соответствовал всем требованиям.

Матовое покрытие . Поликарбонатная матрица Maezio совместима с широким спектром покрытий, что позволяет создать систему матового покрытия для однонаправленных углеродных волоконных дисков NIO, которые демонстрируют волокна, но при этом соответствуют требованиям к характеристикам. Источник | Ковестро

Основываясь на успехе отвала NIO, Covestro видит возможную возможность использования в других колесах послепродажного обслуживания, а приложение дало компании возможность проверить общие характеристики материала для других внешних применений, таких как спойлеры. Дорин также отметил потенциал материала для использования в автомобильных интерьерах.

«Особенно в интерьере, каждый борется за каждый миллиметр конструктивного пространства», - говорит Дорин. «Значительное использование композитов для уменьшения толщины деталей при сохранении жесткости и структурных свойств и создании эстетичных поверхностей - вот что мы видим большим преимуществом нашего материала».

Узнайте больше о возможном использовании Maezio в салоне автомобилей:

Covestro использует термопластические композиты Maezio для создания прототипов мобильных интерьеров будущего

Помимо эстетики и долговечности, Maezio является потенциальным материалом для крупносерийного производства. Материал можно термоформовать с высокой производительностью и более коротким циклом для производства миллионов деталей в год. По словам Дорина, время цикла для материала, возможно, немного больше, чем обычно при литье под давлением, но намного быстрее, чем при обработке материалов на основе эпоксидной смолы. Несмотря на многочисленные технические проблемы, которые пришлось преодолеть Covestro и его партнерам, колесные диски NIO были разработаны с нуля всего за 18 месяцев, а массовое производство началось в третьем квартале 2019 года.