凭借碳纤维和玻璃纤维增强复合材料这两款创新材料,欧洲领先的纤维增强复合材料板材生产商LAMILUX公司已开发出了用于大型表面的新型优质复合材料,以满足汽车轻量化的生产需求。
作为夹层结构的内、外层面板,LAMILUX公司的材料被用于卡车和高稳定性拖车的侧壁和地板结构,并以极低的每单位面积质量为这些部件提供长久的使用寿命。由于是在一个连续的生产工艺中被生产出来,因此这种高度自动化的生产工艺,确保了客户随时能够重新订购到具有同样力学性能和化学性能的板材。这些新型结构材料的名称也非常清晰地表明了它们在耐受力和强度方面的优越质量:LAMILUX高强度X-treme 和LAMILUX高强度碳纤维X-treme。
“高强度”指的是玻璃纤维或碳纤维以纤维组织的形式被组合到复合材料中。这些纤维按单轴、双轴、三轴或多轴排列。“纤维层的排列方式主要取决于材料的应用以及对耐受力的要求。” LAMILUX的产品经理Sascha Oswald解释说。
在与基体树脂结合后,上层的纤维织物在纤维的纵向层上显示出了非常高的抗张强度和坚韧性(e模量)。Sascha Oswald说:“因此,我们的高强度材料非常适用于侧壁、顶部和地板等大型表面的应用领域。由于它们可以吸收任何冲击到三明治结构上的载荷和张力,因而使整个结构在减轻重量的同时还具有非常好的抗扭强度。
纤维与树脂的牢固粘接
在LAMILUX复合材料中,“X-treme”表示使用了新的树脂系统,在该树脂系统中,按比率混合在一起的环氧树脂、固化剂和添加剂经交互作用后,形成了一种硬质塑料的复合材料,可赋予终端产品极高的稳定性和出色的柔韧性。其结果是,在硬化前,液态的基体材料将碳纤维或玻璃纤维完美地封裹住并形成一种高强度的牢固粘接。
所有高强度的X-treme产品都拥有很高的纤维含量。产品工程师Matthias Tretter介绍说:“按照应用领域的力学性能要求,我们的生产工艺允许我们添加超过70%的纤维。”除提高了耐受力以及具有很低的线性热膨胀系数外,树脂含量的减少还进一步减轻了重量。
通过比较碳纤维增强材料即LAMILUX的高强度X-treme碳纤维复合材料与其他用于面板的材料,这些优势更加清晰。Matthias Tretter说:“我们生产的碳纤维增强复合材料比钢或铝轻50%,而抗张强度却比它们高3~4倍。”
低重量下的最高稳定性
拥有高强度X-treme 碳纤维材料的LAMILUX,作为世界顶级的生产商,能够在一个连续的板材生产工艺中生产出宽达3.2 m的碳纤维增强复合材料。凭借该复合材料,该公司完美地满足了轻量化设计对材料提出的低质量、高强度和高耐受性等方面的要求。产品经理Sascha Oswald确信地说:“这种材料的潜在应用主要是轻型部件和拖车的侧面和顶部结构。”在冷冻车应用中,较低的热传导性以及由此而赋予冷冻箱的隔热性也成效显著。
LAMILUX高强度的X-treme材料的质量稍重一点,这是由于它采用了玻璃纤维增强材料,在多用途车的应用中,它也显示出了对机械应力很强的耐受能力。“归因于高玻纤含量以及由此而导致的低线性膨胀系数,该材料尤其适用于货车顶部。” Sascha Oswald介绍说。此外,这种材料还具有很高的抗紫外线和耐候性以及耐腐蚀等优点。在货车地板组装部件的应用中,该复合材料也显示出了其完美的性能。“在此应用中,LAMILUX 高强度的X-treme构成了地板结构的上面板或下面板,它不同于木板或PU发泡板,可赋予整个材料粘接结构极高的抗弯强度和抗扭刚性。
在这两种复合材料中,还有一层密封胶衣增强了它们的抗紫外线性和耐候性,并为表面带来了很高的光洁度。此外,将颜色直接组合到材料中是可行的,包括所有的RAL和NCS色系,以及客户特需的颜色。
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