大赛璐-赢创:粘合铝合金和PA树脂,省却螺丝

2016-09-14  来源:复材在线  作者:复材在线  浏览次数:1107 加入收藏   |  分享

汽车的前端模块,搭载前灯等大型部件的。由拥有与树脂粘合的核心技术的大赛璐-赢创(总部:东京)开发。其最大特点是轻量化。与原产品相比,重量减轻3.7kg,减重20.9%。 汽车前端模块 值得一提的是完成度之高。虽然该公司...

汽车的前端模块,搭载前灯等大型部件的。由拥有与树脂粘合的核心技术的大赛璐-赢创(总部:东京)开发。其最大特点是轻量化。与原产品相比,重量减轻3.7kg,减重20.9%。

汽车前端模块
值得一提的是完成度之高。虽然该公司没有公布具体时间,但规模化生产近在眼前。新款前端模块是德国联邦教育与研究部从2011年开始历时4年推出的汽车轻量化相关产官合作项目的成果。德国联邦教育与研究部主办的汽车轻量化相关项目,除了合资设立大赛璐-赢创的德国企业赢创(Evonik)外,参与该项目的企业还有美国福特汽车的欧洲公司、德国化学厂商Lanxess、德国汽车结构件厂商Kirchhoff、德国树脂成型厂商Montaplast以及从事金属处理业务的德国Huhoco。

汽车厂商也参与了该项目,新款前端模块要求实现能配备于实车的高设计标准。例如,低速行驶时防止变形、高速行驶时防止前发动机罩打开的耐冲击性,以及即使被划伤或沾上盐水也能抑制腐蚀扩大的耐腐蚀性等,通过了严格的评估测试。

新款前端模块由铝合金框架和利用聚酰胺(PA)成型的部件构成。从两个部件的接合部可以看出,采用了没有螺栓和螺母等连接件的简单结构(图2)。以前一直用螺丝在钢制框架上固定树脂部件。

铝合金与PA的接合部,利用共聚PA粘合剂使铝合金与PA粘合。省去了螺丝等连接件。



也就是说,新款前端模块将钢换成了铝合金,通过粘合法省去了连接件,从而实现了轻量化。实现这一点的,是能使铝合金与PA牢牢粘在一起的异种材料粘合剂“Vestamelt Hylink”。此为共聚PA粘合剂,除了铝合金外,还能粘合不锈钢和钢等金属,以及PA6、PA66、PA9T、PA610、PA12等PA系树脂。粘合原理是,金属与粘合剂之间及粘合剂与树脂之间都是“氢键和基于交联剂的化学键”(大赛璐-赢创),粘合强度达10~20MPa。由此,前端模块的抗扭强度达到192.2N·m,比使用其他粘合剂时(例如180.8N·m)要高。
在模具中放入金属,射出树脂 新款前端模块的制造方法如下(图3)。首先,对铝合金实施表面处理,去除氧化膜使表面变粗糙。这是为了提高与树脂的粘合力。接下来,经过脱脂处理、表面调整和干燥等各道工序后,在铝合金表面涂敷共聚PA粘合剂。采用静电涂敷法,用喷枪使共聚PA制粘合剂带电,利用静电在工件(铝合金)表面涂敷该粘合剂。此外,还可以使用在线圈材料上用滚轮高速涂敷该粘合剂的线圈涂敷法,作业人员也可以用刷子涂敷。利用线圈涂敷法涂敷时,有望实现30~50m/分钟的高速处理。

新款前端模块的制造方法

对铝合金表面进行处理,涂敷共聚PA粘合剂。然后将铝合金放入模具,对PA部分进行射出成型,制成前端模块。

其次进入加热熔化工序,以150~200℃的温度对涂敷了共聚PA粘合剂的铝合金加热约5分钟。粘合剂受热后会熔化流淌。然后再进行冷却,粘合剂就在铝合金表面形成了厚50~150μm的膜。

由于共聚PA粘合剂膜会牢牢粘在铝合金表面,可以直接保管,也可以冲压成型。因此,该粘合剂既可以在冲压成型后的铝合金框架上涂敷,也可以在冲压成型前的铝合金板上涂敷。

接下来将带有共聚PA粘合剂膜的铝合金放入模具,射出PA进行嵌件成型,前端模块就完成了。成本与之前基本相同。因为省去了用螺丝连接金属框架和树脂部件的成本等。

该技术已经在仪表板的支柱——管粱上实现实用化。2013年德国戴姆勒在“梅赛德斯·奔驰A级”上首次采用,之后“梅赛德斯·奔驰B级”和“梅赛德斯·奔驰SLS级”也相继配备。使用的PA为玻璃纤维强化PA6。重量最大减轻2成。

实现实用化的仪表板管粱(由铝合金和PA构成,利用共聚PA粘合剂粘合了两种材料。戴姆勒在3款车型上采用。)

 

 

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