奇瑞汽車(chē)輕量化——PPO/PA合金翼子板關(guān)鍵指標(biāo)清單！

2021年4月8日 23:37
瀏覽：2402 評(píng)論：1 收藏：1
汽車(chē)翼子板是遮蓋車(chē)輪的車(chē)身外板，如與周邊零件配合協(xié)調(diào)、過(guò)渡平順，則會(huì)形成整車(chē)特有的美感。

目前，世界上絕大多數(shù)翼子板都采用鋼板沖壓成型，金屬件不僅尺寸穩(wěn)定、便于涂裝，而且價(jià)格便宜，適合大批量生產(chǎn)。

但隨著小批量、多品種生產(chǎn)運(yùn)作方式的日趨擴(kuò)大以及市場(chǎng)個(gè)性化需求的提高，汽車(chē)造型也越來(lái)越復(fù)雜，很多翼子板的形狀通過(guò)金屬?zèng)_壓已無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

相比之下，塑料件越來(lái)越體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，塑料翼子板不僅能夠有效減輕零部件質(zhì)量，而且能夠滿(mǎn)足越來(lái)越嚴(yán)格的行人碰撞法規(guī)。

因此，最近幾年得到了快速發(fā)展。以同級(jí)別的某兩款車(chē)型為例，相對(duì)于金屬而言，塑料翼子板減重40%～50%左右。

1. 塑料翼子板用材簡(jiǎn)介

目前可用于塑料翼子板的材料有 PPO+PA、PA+ABS-GF9、TPO-M30。這些塑料材料的共同特性是密度低、耐高溫、尺寸穩(wěn)定性好、沖擊性能優(yōu)異。

常用的翼子板材料 PPO+PA、PA+ABS-GF9、TPO-M30性能對(duì)比：
奇瑞汽車(chē)輕量化——PPO/PA合金翼子板關(guān)鍵指標(biāo)清單！的圖1

各種塑料材料翼子板本體的成型工藝并不難，但必須保證安裝在車(chē)身上的塑料翼子板與金屬車(chē)身尺寸匹配且顏色一致。而塑料翼子板的涂裝工藝對(duì)其尺寸及顏色影響最大，因此，涂裝工藝是塑料翼子板開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)節(jié)之一。

目前塑料翼子板常用的涂裝工藝：
奇瑞汽車(chē)輕量化——PPO/PA合金翼子板關(guān)鍵指標(biāo)清單！的圖2

奇瑞汽車(chē)主要選用PPO+PA材料，采用Online工藝進(jìn)行分析驗(yàn)證。

2. 翼子板用PPO+PA材料的關(guān)鍵性能指標(biāo)

PPO與PA是兩種極性不同的材料，從高分子物理學(xué)角度而言，是熱力學(xué)性能互不相容的兩相基體，簡(jiǎn)單的機(jī)械共混不能使兩相穩(wěn)定分散，材料容易分層，而且非常脆，不能滿(mǎn)足材料使用的機(jī)械性能要求。

因此，對(duì)PPO/PA進(jìn)行改性必須解決PPO與PA兩相相容性的問(wèn)題。選擇加入合適的相容劑，使兩種不相容的組分達(dá)到宏觀相容、微觀分離的狀態(tài)，才能得到優(yōu)異的機(jī)械性能。

目前國(guó)內(nèi)用以解決PPO與PA相容性的關(guān)鍵相容劑（如PPO接枝馬來(lái)酸酐等）的性能還不穩(wěn)定，而且國(guó)外對(duì)中國(guó)也少有出口供應(yīng)。

PPO+PA 的熱變形溫度（負(fù)荷 0.45 MPa）必須＞175 ℃才可以順利通過(guò)涂裝線電泳后最高溫的烘烤（180 ℃）；此外，由于采用涂裝工藝，材料必須具有導(dǎo)電性，為此在材料配方中添加了炭黑。

高性能合金塑料PPO+PA評(píng)價(jià)指標(biāo)：
奇瑞汽車(chē)輕量化——PPO/PA合金翼子板關(guān)鍵指標(biāo)清單！的圖3

3. 塑料翼子板Online工藝介紹

Online工藝流程圖：
奇瑞汽車(chē)輕量化——PPO/PA合金翼子板關(guān)鍵指標(biāo)清單！的圖4

Online工藝的主要缺點(diǎn)有兩個(gè)方面：a.噴涂線溫度高，塑料易變型；b.塑料有污染電泳漆風(fēng)險(xiǎn)。為此，進(jìn)行以下相關(guān)驗(yàn)證。

（1）控制塑料翼子板的涂裝高溫變形

電泳后烘干溫度達(dá) 180～200 ℃，在該溫度下，塑料變形風(fēng)險(xiǎn)較大。PPO+PA的典型尺寸收縮率為1.5%～1.9%、線性膨脹系數(shù)為9.6×10-5/K。塑料的收縮率和線性膨脹系數(shù)與金屬相比有明顯差距。為了縮小這些差距，一般通過(guò)優(yōu)化固定點(diǎn)位置的方式提高零件的尺寸匹配性。對(duì)由于塑料和金屬的性能差距而導(dǎo)致的高溫變形和尺寸不穩(wěn)問(wèn)題，可以通過(guò)設(shè)置與調(diào)整零件的固定點(diǎn)來(lái)保證零件的匹配性。

一般翼子板涂裝前的安裝固定點(diǎn)：
奇瑞汽車(chē)輕量化——PPO/PA合金翼子板關(guān)鍵指標(biāo)清單！的圖5

由于無(wú)法避免塑料翼子板在涂裝時(shí)發(fā)生變形，并且要留出這種變形的伸縮空間，為此部分固定點(diǎn)實(shí)行滑動(dòng)鎖定，以對(duì)溫度急速上升與下降時(shí)的零件伸縮給予補(bǔ)償；同時(shí)放開(kāi)部分固定點(diǎn)，涂裝結(jié)束后再對(duì)固定點(diǎn)進(jìn)行完全固定。

翼子板涂裝后的安裝固定方式如下圖，但會(huì)根據(jù)零件結(jié)構(gòu)稍微進(jìn)行調(diào)整。
奇瑞汽車(chē)輕量化——PPO/PA合金翼子板關(guān)鍵指標(biāo)清單！的圖6

金屬翼子板和外門(mén)板配合的截面的剛度較差，容易產(chǎn)生回彈、變形。雖然可以通過(guò)采用增加截面的方法提高剛度。

奇瑞汽車(chē)輕量化——PPO/PA合金翼子板關(guān)鍵指標(biāo)清單！的圖7

但從金屬?zèng)_壓工藝角度而言，成型難度大。相比之下，注塑工藝可實(shí)現(xiàn)零件一體化，側(cè)翻邊及加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)自由度較大。

塑料翼子板截面設(shè)計(jì)示意圖：

奇瑞汽車(chē)輕量化——PPO/PA合金翼子板關(guān)鍵指標(biāo)清單！的圖8

（2）塑料材料對(duì)電泳槽油漆的污染性研究

一般塑料件用脫模劑可能含有硅元素，摻雜到電泳槽液中后不易去除，并會(huì)導(dǎo)致電泳漆膜形成縮孔。因此，需要通過(guò)塑料翼子板涂裝線評(píng)估試驗(yàn)。

奇瑞汽車(chē)輕量化——PPO/PA合金翼子板關(guān)鍵指標(biāo)清單！的圖9
驗(yàn)證塑料翼子板對(duì)電泳漆是否具有污染性，即在整車(chē)上搭載塑料翼子板，按照白車(chē)身噴涂工藝依次經(jīng)過(guò)前處理槽、電泳槽、電泳烘爐，結(jié)果表明完全滿(mǎn)足工藝要求。

4. 塑料翼子板的未來(lái)趨勢(shì)

相對(duì)于金屬翼子板，塑料翼子板減重效果明顯，但受工藝、設(shè)備和技術(shù)等限制，目前成本較高，主要用于較高檔汽車(chē)。隨著整車(chē)輕量化要求的提高，塑料翼子板將越來(lái)越普及；同時(shí)，技術(shù)進(jìn)步必然使有關(guān)成本降低，這也是塑料翼子板逐步在中、低檔車(chē)型上獲得廣泛應(yīng)用的重要前提。
來(lái)源：奇瑞汽車(chē)
往期 精彩回顧




材料老化測(cè)試，選紫外、氙燈還是碳弧?

可靠性試驗(yàn) | 氙燈老化試驗(yàn)時(shí)間和能量的換算方法！

5G時(shí)代 | 一文讀懂材料導(dǎo)熱性能測(cè)試方法！

TGA、DSC、TMA等常用熱分析方法及應(yīng)用

小技巧！如何通過(guò)紅外光譜推出材料結(jié)構(gòu)？

iPhone12如何做“無(wú)損傷”跌落測(cè)試呢？


登錄后免費(fèi)查看全文
立即登錄
靜態(tài)熱機(jī)械分析儀（TMA）在材料分析中的應(yīng)用
靜態(tài)熱機(jī)械分析儀（TMA）在材料分析中的應(yīng)用

免費(fèi)

噴嚏中的學(xué)問(wèn)——病毒飛沫傳播方式的CFD 仿真
噴嚏中的學(xué)問(wèn)——病毒飛沫傳播方式的CFD 仿真

免費(fèi)

App下載
技術(shù)鄰APP
工程師必備
  • 項(xiàng)目客服
  • 培訓(xùn)客服
  • 平臺(tái)客服

TOP

3
1
1