汽車(chē)制造商保時(shí)捷希望用功能化纖維復(fù)合材料中空型材(FuPro)取代傳統(tǒng)的鋁/鎂中空型材,例如用作車(chē)輛的駕駛艙橫梁,并使這種構(gòu)造達(dá)到量產(chǎn)水平。這涉及到將熱塑性纖維復(fù)合中空型材、有機(jī)板材和注射成型相結(jié)合。
為此,保時(shí)捷公司與其他八個(gè)項(xiàng)目伙伴啟動(dòng)了一個(gè)相應(yīng)的項(xiàng)目。開(kāi)發(fā)FuPro技術(shù)的德累斯頓工業(yè)大學(xué)輕量化和塑料技術(shù)研究所(ILK)在該項(xiàng)目中發(fā)揮了主導(dǎo)作用。除了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)所需的生產(chǎn)技術(shù)外,還計(jì)劃對(duì)可持續(xù)性評(píng)估進(jìn)行廣泛研究,作為項(xiàng)目的一部分。這是因?yàn)榕c單體鋁結(jié)構(gòu)或單體鎂結(jié)構(gòu)相比,纖維增強(qiáng)熱塑性塑料與局部金屬負(fù)荷投入相結(jié)合,可以在材料的整個(gè)生命周期內(nèi)減少對(duì)環(huán)境的影響。
通過(guò)一個(gè)由短、長(zhǎng)和連續(xù)纖維強(qiáng)化半成品組成的單一材料系統(tǒng),設(shè)計(jì)師也獲得了最大的設(shè)計(jì)自由。這種構(gòu)造的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)是其可回收性和由此產(chǎn)生的對(duì)氣候中和輕量化的貢獻(xiàn)。同時(shí),由于其整體性,該構(gòu)造具有相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)潛力。
為了充分利用這一點(diǎn),整個(gè)生命周期價(jià)值鏈上的各個(gè)制造技術(shù)仍然需要在能源消耗和加工時(shí)間方面進(jìn)行優(yōu)化。此外,以前連接塑料部件和金屬嵌件所需的化學(xué)附著力促進(jìn)劑正在被表面的激光結(jié)構(gòu)所取代,以確??苫厥盏牟牧狭髟陔S后的回收過(guò)程中盡可能不受污染。
最后,熱塑性塑料的設(shè)計(jì)也是為了實(shí)現(xiàn)無(wú)廢料生產(chǎn),對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的邊角料進(jìn)行再加工,并將其重新送入注塑過(guò)程。該項(xiàng)目的這些技術(shù)目標(biāo)旨在為FuPro構(gòu)造進(jìn)入量產(chǎn)鋪平道路。
圖:通用的FuPro結(jié)構(gòu):左邊是構(gòu)造,右邊是制造的部