PP蜂窝板在复合材料货厢上的应用研究

郁焕敬

PP蜂窝板在复合材料货厢上的应用研究

郁焕敬

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

PP蜂窝板是一种具有质量轻、耐腐蚀、强度高等特性的新型复合材料，将其用作货厢围板，可以显著降低货厢重量。此外，通过一定的工艺及结构优化，也可以解决传统复合材料货厢的部分质量及装配问题。

PP蜂窝板；货厢；工艺改进；结构优化

CLC NO.: U466 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)16-182-02

引言

传统的复合材料货厢，其围板多采用的芯材与玻璃钢蒙皮通过粘结胶粘接而成，并且生产过程中需要辅助特制的压制设备，此类货厢在市场上较为常见，但由于其重量重、不环保、回收再利用性差、破损不可修复等问题，目前多用于部分特殊环境或行业。

本文提供的PP蜂窝板，是一种具有质量轻、耐腐蚀、强度高等特性的新型复合材料，可以替代玻璃钢夹芯板用作货厢围板，不仅可以降低货厢重量，同时其整体强度、外观美观度也可得到大幅提升。

1 材料简介

PP蜂窝板是由蜂窝芯、复合纱织物、流延膜组成，其中蜂窝芯主要由管状芯材堆垛而成，通过电阻丝式热切割工具切割成所需厚度，复合纱织物由玻璃纤维与聚丙烯纤维编织形成，蜂窝芯、复合纱织物和流延膜通过特有工装进行热熔合，形成蜂窝状整体板材结构。根据所需规格切割成合适尺寸后，可直接用作货厢围板，而不需进行任何再加工，其具体结构如图1所示。

图1 PP蜂窝板结构示意图

表1 PP蜂窝板与玻璃钢夹芯板物理特性对比表

PP蜂窝板材料较玻璃钢夹芯板，其密封性较好，不渗水不漏水，即使表面损坏也不吸水，对油脂、盐水及常用化学品具有很高抗腐蚀性，废弃材料可粉碎后回收再利用，材料回收利用率高。另外，由于PP蜂窝板采用热融合工艺，其在压缩强度、压缩模量、剥离强度等方面较玻璃钢夹芯板也具有较明显的优势，具体对比如表1所示。

2 材料应用简介

2.1 材料应用情况

厢式货厢可分为前围、左侧围、右侧围、顶盖、地板总成和右侧围六大片组成，选装侧门装置。其中PP蜂窝板可用作前围、左右侧围、顶盖板及门板，相邻板材间通过铝型材进行卡接固定，地板总成仍沿用钢质结构，即可保证货厢整体强度，也可保证货厢承载性。

图2 货厢结构示意图

2.2 材料应用效果

PP蜂窝板目前已被逐渐应用于动车、集装厢等方面，并且随着技术的进步，其加工工艺、性能参数逐步趋于成熟稳定。作为与集装厢具备类似功能的厢式货厢，应用PP蜂窝板代替现有的侧围板，在产品性能、可靠性、轻量化等方面均可实现明显提高。以常规的4000×2000×2000尺寸货厢为例，应用PP蜂窝板代替玻璃钢夹芯板，其重量可降低约80kg，降重比约为13%，轻量化效果明显。同时由于板材的高强度、耐腐蚀、维修方便等，对于货厢整体品质、后期售后等也有明显的改进。

3 基于试制试验的工艺改进和结构优化

将PP蜂窝板直接用于复合材料货厢，由于PP蜂窝板采用热熔工艺加工而成，加工完成后为整体式板材，部分特殊工艺如局部凸起、减薄等，实现较容易。而玻璃钢夹芯板为多层粘结结构，如果要对其进行相应处理，实现的可能性较小。通过对蜂窝板工艺改进和货厢结构优化，部分传统复合材料货厢上的问题可以得到有效解决。

3.1 顶盖预拱工艺处理以解决顶部积水问题

传统的复合材料厢式货厢由于其顶部为平面结构，受重力作用，货厢顶部会有一定程度下陷，雨天易在顶部形成积水，久而久之形成恶性循环，顶部下陷程度越来越大，货厢尺寸越大，此问题越明显。采用PP蜂窝板，可以通过对货厢顶盖进行预拱处理。在顶盖预先拱起一定弧度，即便在货厢装配完成后，由于受货厢骨架限制，顶部也会形成一定凸起，雨水流向四周，以避免顶部积水问题发生。预拱工艺示意图如图3所示。

图3 预拱工艺示意图

3.2 围板与围板连接结构优化解决操作不便问题

传统的复合材料货厢，由于其围板采用的为多层粘结结构，为避免脱胶问题，围板与围板间连接通常采用螺栓贯穿式固定。螺栓连接，一方面对扭矩控制精度要求较高，螺栓扭矩过大，会导致型材扭曲变形或螺栓固定处凹陷，影响货厢外观，扭矩不足，则会存在螺栓脱落风险，另一方面由于螺栓贯穿货厢内外，进行螺栓打紧时，通常需要一人进行辅助，操作稍有不便。

PP蜂窝板为整体结构，通过对货厢连接结构改进，则可以解决上述问题。将PP蜂窝板用连接型材进行卡接，型材外侧采用粘结胶，内侧用抽芯铆钉进行固定，单人便可操作，提高操作方便性的同时，产品美观度、货厢框架稳定性等也有提高，结构优化示意图如图4所示。

图4 连接结构优化示意图

4 结论

随着城市物流和快递等行业的发展，质量轻、稳定性高、维修方便的产品将是更多用户的选择。将PP蜂窝板用作复合材料货厢围板，从整车外观、加工方便性等多方面均有较高提升，同时由于材料的环保性、高可回收利用性和在轻量化方面的突出表现，符合行业发展的趋势及国家政策法规对行业发展的要求，对于提高企业产品品质降低运营成本有着较高裨益。

[1] 乔维高.专用汽车结构与设计.北京大学出版社, 2010年9月.

[2] 王望予.汽车设计（第4版）.机械工业出版社, 2011年6月.

[3] 从锡堂.专用汽车构造与设计.人民交通出版社, 2008年5月.

The application of PP honeycomb plate in composite material box

Yu Huanjing
( Anhui jianghuai automobile group co., LTD., Anhui Hefei 230601 )

PP honeycomb plate is a new composite material with low quality, corrosion resistance and high strength. It can be used for the coaming of the cargo box, which can significantly reduce the weight of box. In addition, some quality and assembly problems can be solved through process improvement and structure optimization.

PP honeycomb plate; the cargo box; Process improvement; structure optimization

U466

A

1671-7988 (2017)16-182-02

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.16.063

郁焕敬，就职于安徽江淮汽车技术中心车身设计研究院。