Революционные волокнисто-усиленные термопластиковые лопасти колес для полностью электрических SUV

Гладкая отделка. NIO выбрала Maezio Covestro для своей лопасти колеса на основе эстетики и аэродинамики униправляющего углеродного волокна. Источник | Covestro

Вставки в виде спиц для автомобильных колес, также известные как лопасти колес (wheelblades), стали популярным инструментом для инженеров-дизайнеров, стремящихся улучшить эстетику и аэродинамику колеса. Хотя углеродное волокно популярный выбор материала для этих несущих деталей, многие дизайнеры ищут способы демонстрировать материал по-разному, кроме традиционного тканого вида, который обычно используется для внешних компонентов и акцентных областей. Covestro (Леверкузен, Германия; Шанхай, Китай) недавно объявила, что ее композиты Maezio — непрерывное волокнисто-усиленное термопластиковое (CFRTP) — используются в производстве композитной лопасти колеса, используемой на алюминиевых колесах для полностью электрических SUV ES6 и ES8, производимых NIO (Шанхай, Китай). Материал дает OEM и дизайнерам новую альтернативу традиционному тканому виду углеродного волокна, предлагая уникальный внешний вид с униправляющей оптикой углеродного волокна и разнообразием вариантов отделки.

«Дизайнеры ищут новые стили для дифференциации своих применений», — говорит специалист по автомобильным композитам Covestro Флориан Дорин.

«Композиты Maezio — очень уникальный материал, потому что они как бы переопределяют, как красота ассоциируется с углеродным волокном», — добавляет Янбин Ван, старший CMF-дизайнер NIO. «Они задали новое эстетическое направление с униправляющими прядями волокон, которые ощущаются динамичными и полными энергии».

Введенная в октябре 2018 года, Maezio включает униправляющие (UD) усиленные ленты и листы, сделанные из углеродных волокон, импрегнированных в поликарбонатной (PC) матрице. UD ленты Maezio могут быть ламинированы под разными углами для формирования листов, настроенных под разные производительные и механические критерии. Полученные листы прочные, жесткие, легкие и имеют естественную униправляющую поверхностную отделку.

Узнайте больше о непрерывных CFRTP композитах Maezio Covestro:

• Covestro запускает Maezio непрерывные термопластики
• Демократизация композитов

Для лопасти колеса NIO, листы Maezio укладываются из пластов UD ленты до требуемой толщины. Винтовые втулки наливаются и затем сварятся на деталь. Термопластиковая матричная система Maezio позволяет ей легко соединяться с другими функциональными компонентами во время обработки. В этом конкретном случае вставки лопастей колес соединяются со спицами через налитые поликарбонатные винтовые втулки. Использование той же смолы обеспечивает адгезию между винтовой втулкой и лопастью колеса.

NIO выбрала Maezio для своей лопасти колеса в основном на основе эстетических свойств материала и аэродинамики — лопасти являются несущей деталью, спроектированной для снижения ветрового сопротивления вокруг колес для улучшения топливной эффективности. Однако Дорин также подчеркивает, что было несколько производительных факторов, которые нужно было учесть. Лопасти колес подвергаются вращательным силам и высоким тепловым нагрузкам, создаваемым торможением. По словам Дорина, поликарбонат Makrolon Covestro, который обеспечивает матрицу для Maezio, обеспечивает хорошие, прямые свойства адгезии и совместим с широким спектром покрытий и процессов декорации для проектирования уникальных поверхностей, при этом все еще отвечая производительным требованиям.

Covestro не смогла назвать своего поставщика покрытий, но система покрытий была разработана для лопастей колес, которая не только сохраняет красоту униправляющих волокон, но и обеспечивает требуемую защиту. Система покрытий выполняет строгие требования безопасности и производительности, включая ударную, химическую и погодную устойчивость. Кроме того, поликарбонат также демонстрирует высокие термические стабильности, так что вставка лопасти колеса может выжить при температурах торможения до 150 °C. Деталь сама прошла механические тесты и подвергалась тестам на качение, изгиб, долговечность и торможение. Она также подвергалась высокодавной водяной струе, гравийному удару, длительным тестам теплового старения, температуре и воздействию таких химикатов, как бензин, дизель и тормозная жидкость. Материал прошел все требования.

Матовая отделка. Поликарбонатная матрица Maezio совместима с широким спектром покрытий, позволяя матовую систему покрытия для униправляющего углеродного волокна лопасти колеса NIO, которая демонстрирует волокна, но выполняет производительные требования. Источник | Covestro

Основываясь на успехе лопасти колеса NIO, Covestro видит возможную возможность использования в других послепродажных колесах, и применение дало компании возможность валидировать общую производительность материала для других внешних применений, таких как спойлеры. Дорин также отметил потенциал материала для использования в автомобильных интерьерных применениях.

«Особенно в интерьере все борются за каждый миллиметр конструктивного пространства», — говорит Дорин. «Значительное использование композитов для изготовления более тонких деталей с сохранением жесткости и структурных свойств и обеспечения эстетических поверхностей — это то, что мы видим как большое преимущество нашего материала».

Узнайте больше о потенциале Maezio в автомобильных интерьерах:

Covestro использует термопластиковые композиты Maezio для прототипа будущих интерьеров мобильности

Помимо своей эстетики и долговечности, Maezio — потенциальный материал-энейблер для высоковольного производства. Материал может термоформироваться с высокими выходами и более короткими циклами для производства миллионов деталей в год. По словам Дорина, циклы материала, возможно, немного длиннее, чем обычно видно в литье под давлением, но намного быстрее, чем обработка эпоксидных материалов. Несмотря на многочисленные технические вызовы, которые Covestro и ее партнеры должны были преодолеть, лопасть колеса NIO была разработана с нуля всего за 18 месяцев, и массовое производство началось в третьем квартале 2019 года.