长纤维热塑性塑料替代铝制支架的轻量化方案



长纤维热塑性塑料替代铝制支架的轻量化方案

开发出聚丙烯长纤维热塑性塑料替代铝压铸材料的两个车轮支架。该替代材料采用40%的长玻璃纤维填充。

该塑料支架是由模具制造商、玻璃纤维供应商、技术支持方和配套零部件供应商共同合作完成。这种新设计满足质量更轻、易于处理、适于喷涂和户外暴晒以及严格的动态特性条件要求。研究从不同角度对新材料进行评估，并与现有材料进行对比。

介绍了复杂的开发过程，包括静态和动态分析、纤维取向研究和浇口位置研究等。

柔性分析发现，这种材料替代可以满足强度、振动和加工方面的要求。在第1阶段试验中没有进行几何方面的修改。由于可降低构件成本和减轻质量，在原始设备制造商的要求下，一级供应商投资该项目并推动其商业化。两种材料参数对比见表1。

可以看出，聚丙烯添加长玻璃纤维使质量减轻55%，价格降低20%，制造更快且更容易，其能够实现可靠的供应链，这是铝制零部件所不及的。然而，由于聚丙烯的多层特性需要油漆具有一定的附着力，故对其进行喷涂的难度较大。聚丙烯部件的刚度不及铝制部件，但仍能满足功能的要求。长纤维聚丙烯是一种较好的车轮支架材料，能够取代铝压铸件。

表1　两种材料参数对比

Saral Bhanshali. SAE 2014-28-0010.

编译：张永赫