Lanxess Tepex композит: легче, прочнее багажные отсеки для Mercedes-Benz S-Class

Lanxess (Кёльн, Германия) применила свои материалы Tepex dynalite непрерывно-волокнистые термопластиковые композиты в производстве багажного отсека, устанавливаемого в люксе Mercedes-Benz S-Class для размещения 48V бортового питания батареи. Lanxess говорит, что композитные компоненты могут выдерживать высокие механические напряжения и примерно на 30% легче сравнимых листовых металлических компонентов.

«В случае аварии батарея не должна пробить или каким-либо образом повредить стенку ниши. Это обеспечивается высокой прочностью и жесткостью нашего ткань-базированного композитного материала», — говорит д-р Клаус фонберг, эксперт по применению Tepex в Lanxess. «Композитный дизайн также гарантирует, что багажный отсек герметичен, предотвращая проникновение и утечку жидкостей вроде воды и электролита батареи».

Компонент безопасности производится в гибридном процессе формовки с заготовкой ~110 x 80 см, произведенной станком водяной резки. Заготовка сделана из полиамида 6 (PA6)-базированного Tepex dynalite 102-RG600(2), армированного двумя слоями непрерывных стекловолокнистых тканей. Более того, PA6 Durethan BKV60H2.0EFDUS060 Lanxess используется как материал для обратного литья для интеграции крепежей и усиления ребер. 60% его массы составляют короткие стекловолокна, говорит Lanxess, что также оптимизирует его прочность и жесткость для использования с материалом Tepex.

Формовка (драпировка) заготовки затем выполняется штампом, высокосложный процесс, среди прочего, говорит компания, из-за высоких коэффициентов вытяжки. Это потому, что композитный материал не расширяется пластически как листовый металл, а испытывает деформацию в ответ на движение (драпировку) волокнистого материала, что означает, что композитный материал должен непрерывно поставляться снаружи во время процесса формовки. Если движение слишком велико, волокна могут препятствовать процессу формовки, ломаясь в результате и влияя на остаток процесса.

Lanxess также использовала ряд виртуальных расчетных моделей, позволяя компании точно смоделировать процесс драпировки — включая определение оптимальных 3D геометрий резки заготовки и ее поведения при формовке — для лучшего предсказания и анализа эффектов формовки и соответствующего реагирования.

«Для багажного отсека мы также определили, когда критический сдвиговой угол ткани достигается во время формовки, где образуются морщины и где волокна начинают ломаться», — говорит фонберг. «Наши расчеты и моделирование также помогли обеспечить, что скругленные углы компонента могут выдерживать ожидаемые нагрузки». Локальная ориентация самих непрерывных волокон в областях компонента с выраженным 3D контуром (например, в скругленных углах) также моделировалась. Это предпосылка для точного предсказания механического поведения в терминах интегративного моделирования. «Все это часть нашего сервисного предложения под брендом HiAnt, с которым мы поддерживали экспертов разработки клиентов в проектировании багажного отсека», — говорит фонберг.

Смотря в будущее, фонберг отмечает, что Lanxess также видит потенциал в электромобилях (EV). «Для устройств безопасности, полного корпуса батарейной системы или компонентов для пространства хранения теперь доступны под "капотом" — потому что наш легкий структурный материал намного легче металла и так помогает увеличить запас хода EV», — заключает он.