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減重減碳，巴斯夫、豐田合成及西格里把車用低碳材料玩出新花樣
導(dǎo)讀：減重減碳，是當(dāng)前汽車行業(yè)邁向循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵措施。目前，材料供應(yīng)商正加速研發(fā)低碳材料解決方案，以幫助汽車實現(xiàn)減碳降排。
【塑料機(jī)械網(wǎng) 熱點關(guān)注】減重減碳，是當(dāng)前汽車行業(yè)邁向循環(huán)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵措施。目前，材料供應(yīng)商正加速研發(fā)低碳材料解決方案，以幫助汽車實現(xiàn)減碳降排。
縮小電池橫梁尺寸
巴斯夫和一級供應(yīng)商 L&L Products 為福特2022 F-150 Lightning 開發(fā)了電池保護(hù)解決方案。該團(tuán)隊在不影響強(qiáng)度的情況下減小了電池系統(tǒng)中的橫梁尺寸。橫梁是設(shè)計用于承受高負(fù)載的結(jié)構(gòu)部分，可確保電池和乘員在車輛中的安全。
“我們使用 L&L Products 的連續(xù)復(fù)合材料系統(tǒng) (CCS) 和巴斯夫的 Elastocoat 74850 聚氨酯拉擠成型系統(tǒng)的解決方案，無需對橫梁進(jìn)行大量重新設(shè)計，同時為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)提供強(qiáng)度、剛度。”巴斯夫公司高性能材料底盤市場部經(jīng)理 Chris Korson說。
CCS 將纖維增強(qiáng)拉擠復(fù)合材料載體與高度工程化的密封劑和粘合劑組合成平面輪廓。這個過程產(chǎn)生了用連續(xù)纖維和墊子加固的直線或彎曲的復(fù)合型材。
“這項創(chuàng)新還實現(xiàn)了 CCS 的三個第一：第一個開發(fā)的封閉截面管狀 CCS 零件、第一個 CCS 白車身應(yīng)用以及 CCS 在電動汽車中的首次使用，” L&L Products產(chǎn)品工程經(jīng)理 Hank Richardson 說。
該橫梁也是巴斯夫 Elastocoat 74850 聚氨酯拉擠系統(tǒng)在 E-Coat 工藝之前實施的第一個應(yīng)用。此外，團(tuán)隊還使用巴斯夫?qū)Ｓ械?CAE 建模軟件 Ultrasim 開發(fā)了一種新的計算機(jī)模擬方法，以顯示拉擠結(jié)構(gòu)的行為并準(zhǔn)確捕捉復(fù)合材料失效后的額外載荷。
加入20%CNF的增強(qiáng)聚丙烯
豐田合成公司(Toyoda Gosei)近期開發(fā)了一種纖維素納米纖維(cellulose nanofiber，簡稱CNF)增強(qiáng)塑料，以減少汽車零部件從原材料采購、生產(chǎn)到回收處理的整個生命周期中的二氧化碳排放。
據(jù)介紹，纖維素納米纖維的重量僅為鋼鐵的五分之一，強(qiáng)度卻是鋼鐵的五倍。當(dāng)作它作為塑料或橡膠中的增強(qiáng)材料時，產(chǎn)品可以做得更薄、泡沫成型變得更容易，這可以減輕重量并有助于減少車輛行駛過程中的二氧化碳排放。其次，當(dāng)車輛報廢后，纖維素納米纖維增強(qiáng)塑料可進(jìn)行回收處理，在加熱和熔化的過程中，其強(qiáng)度的損耗非常小，這使得它在汽車零部件的回收應(yīng)用中成為可能，此外，即使纖維素納米纖維被焚化，其排放的氣體也是植物在生長過程中吸收的二氧化碳，不會額外增加二氧化碳。
豐田合成表示，其新開發(fā)的纖維素納米纖維增強(qiáng)塑料主要是在汽車內(nèi)外飾部件的通用塑料聚丙烯中加入20%的纖維素納米纖維而成。在實際應(yīng)用中，該增強(qiáng)塑料面臨抗沖擊性下降的挑戰(zhàn)。豐田合成借助其材料混合設(shè)計和捏合技術(shù)(kneading)克服了這一問題，將抗沖擊性提高到適合汽車零部件的水平。公司表示將繼續(xù)與CNF材料制造商合作以降低成本。
可將電池殼減重50%的碳纖維
石墨和碳纖維復(fù)合材料供應(yīng)商西格里(SGL Carbon)將在2022年5月份巴黎JEC復(fù)合材料展覽會上展示其針對電動汽車電池盒的復(fù)合材料解決方案。據(jù)介紹，西格里正改善輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的碳纖維在生產(chǎn)過程中的堆棧自動化，減少材料浪費來節(jié)約資源，減少碳纖維的碳排放。
據(jù)了解，采用西格里碳纖維復(fù)合材料制成的電池外殼，可比響應(yīng)的鋼材外殼減輕50%的重量，它在耐火性、剛性、聲學(xué)以及熱屏蔽、電磁屏蔽方面的性能均能滿足汽車相應(yīng)的要求。借助碳纖維復(fù)合材料，傳感器可集成用于檢測電動汽車底部的損壞情況。
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