科纺勒研发GFRP板簧 减重60%

法国科勒纺(Chomarat)利用其玻璃纤维增强材料,开发出了一种可以适应汽车零件批量生产的玻纤增强复合材料板簧,与传统金属件相比,可减重60%。

受益于合作伙伴的参与,这种由复合材料制成的新型板簧比钢制件轻60%。可以在需要的地方局部增强,同时复合材料的耐蚀性可以创造更多的附加值。

科纺勒集团汽车市场经理Francisco De Oliveira解释说:“我们研发织物,由Engenuity负责开发组件,亨斯迈(Huntsman)提供环氧树脂基体系统,佳斯迈威(Johns Manville)提供玻璃纤维,Schmidt&Heinzmann制造预制体,Alpex设计RTM模具,赫尔纳(Hufschmied)负责通过铣削对零件进行后加工,克劳斯玛菲(KraussMaffei)接替了恒瑞(HRC)的项目管理,并负责与合作伙伴进行该项目的协调。”

G-Ply是科纺勒集团研发的,采用缝编纱线制成的用于高速生产的玻纤无屈曲织物增强材料,可承受400℃的加工温度。该增强材料适用于HP-RTM工艺(高压树脂传递模塑),该工艺用于生产玻璃纤维含量较高的板簧。织物的结构设计提高了树脂的渗透性,使树脂能够快速渗透预成型件的多层织物。

Francisco De Oliveira补充说:“这种新的增强材料包含了一种特殊粘合剂,以便在切割和堆叠过程中实现预制体的稳定化和工艺的自动化。科纺勒通过提供可在批量生产中使用的新一代增强材料,促进了公司业务在汽车行业的发展。”

关于汽车板簧

板簧作为汽车悬架的重要组成部件,承受和传递车架与车桥之间的垂直力和垂直力以外的各种力及其所形成的力矩,并保证车轮相对于车架( 或车身) 按一定的关系运动,缓和及抑制不平路面所造成的冲击,保证汽车行驶的平顺性和操纵稳定性,工作条件恶劣。目前,汽车钢板弹簧主要由优质合金钢制成,占车体自重的5% ～ 7%,而且存在生产工序多、设备占地面积大、能耗高等缺点。尤其是近年来石油价格飙涨、环境保护及安全舒适标准的提高,钢板弹簧已渐渐难以满足未来汽车行业的要求。

为解决这一问题,国内外研究人员围绕着板簧的材料与结构进行了大量的研究工作,并研制出了“以塑代钢”的复合材料板簧。与传统钢制板簧相比,复合材料板簧具有质量轻、弹性应变大、比应变能高、疲劳寿命长及“安全断裂性”好等特点。然而,由于材料与加工技术限制,复合材料板簧的研究进展缓慢,相关的理论及技术也相当贫乏。近年来,由于汽车向轻量化方向发展的呼声愈来愈高,复合材料板簧受到了汽车行业的广泛关注。

关于法国科纺勒集团

总部位于法国的科纺勒集团(Chomarat Group)是一家跨国纺织集团,是纤维加工业界的一个大玩家。该集团是一家私人公司,由Chomarat家族拥有,迄今已经营一个世纪以上,历时四代,现在共有1200名员工,分布于四大洲。

该集团称其拥有广泛的技术和专长,所以能够进入许多市场,为客户提供更高的附加值。

在纤维加工方面,该集团所用的技术有多种。

1、机织

机织是经纱和纬纱交织的技术。机织物主要是布和带。

1)布

布是双向的增强材料,由经纱和纬纱垂直交织。交织的方式决定了织纹。科纺勒采用三种织纹:

平纹或塔夫绸;

斜纹;

缎纹。

斜纹和缎纹织物更平坦,消耗树脂更少,变形性更好,但它们强度不如平纹布高。

布可用不同纤维(玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维)织成,可用一种纤维,也可用它们混合织造。

布的幅宽范围:8～340cm;重量范围:150～2400g/㎡。

2)ARS织物(Fabric ARS)

这类产品由布演变而来,是平纹组织和纱罗组织的结合。

这种工艺使纱线隔开,形成网格,使其强度比常规布更高,而重量更轻。

这些稀格布用于浸渍工艺和建筑用途。

所用材料基本上是玻纤无捻粗纱,而使纱罗定位的细纱是聚酯纤维。

这种织物的单重范围为几百g/㎡至6600g/㎡以上,标准宽度为100cm(最宽175cm),也可裁切成条。

3)带

与布一样,带也有不同织纹和结构,亦可用玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维单独织造或混合织造。带的宽度范围为1～59cm。

带产品实例:C-TAPETM

C-TAPETM 是用碳纤维织造的双向或单向带。它采用纬纱连续的独特织造技术,可防止边缘松散。

科纺勒织造布和带的设备有:

剑杆织机;

喷气织机;

包边织带机;

衬纬织带机。

2、编织

科纺勒在织造管状织物(编织物)方面亦有专长。其编织物直径从8mm到170cm。利用这种技术,该公司研发了平编的绞经织物,角度为20°到60°。

这些织物用于复合材料,由玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维或合成纤维纱线制造。