奧迪, Hexcel和Secar Technologie公司合作為奧迪R8開發了一種複合發動機支架, 該支架採用HexMC-i 2000碳纖維/環氧模塑料進行包覆成型, 來製備Secar拉繞碳纖維截面和Hexcel高度結構化的混合結構.
在以前成功合作的基礎上, Hexcel公司的汽車業務部門於2016年初, 與奧迪的複合材料開發團隊進行了接洽, 目的是使HexMC-i符合生產預備的製造工藝. 這一舉動不僅使奧迪公司評估了當前碳纖維板材複合材料的市場, 也使其選擇出了最適合R8發動機的零部件.
奧迪R8中的V10發動機支架採用十字形部件支撐, 不僅提高了發動機的扭轉剛度, 還增強了汽車的駕駛動態. 該項目的目標是生產現有鋁製部件的複合版本, 該鋁合金部件可顯著提高汽車的輕量化級別, 並通過提供更有機模製形狀來增強部件的視覺外觀. 該技術獲得了奧迪的專利.
快速固化模壓成型
HexMC-i 2000是一種快速固化的高性能模塑材料. 其採用高強度碳纖維和快速固化的HexPly M77預浸料, 將隨機取向的矩形預浸料 '晶片' , 組裝成2000克每平方米的複合材料, 用於接下來的壓縮成型.
而對於R8 X-Brace, 是先生產出泡沫填充的拉繞式碳纖維管, 然後再用HexMC-i 2000碳纖維/環氧模塑料進行包覆成型, 以生產用於直接安裝到汽車上的中央節點和末端部件.
X-Brace開發中最棘手的挑戰之一便是在不破壞固化材料的情況下, 如何將模塑料固化, 並確保與薄壁(<1mm壁厚)碳管的最强粘合性。根据制造商的说法，Hexcel的HexPly M77树脂体系具有非常高的粘合强度，可以在两种材料之间产生很强的粘合力，且不会对管子产生过度压缩。
不僅如此, Secar和Hexcel還能夠優化工具載入和壓制的固化周期, 為HexMC-i提供一個最佳的工藝參數, 與傳統的鋁合金相比, 當使用M77快速固化環氧樹脂時, 零件質量約減輕了15% .
所有用於安裝X-Brace的金屬嵌件, 都是在生產過程中直接模壓到零件中的, 因此大幅減少了脫模零部件的精加工次數, 節約了生產成本.
HexMC-i的另一個優勢是, 由於預浸料 '晶片' 在材料中的取向是隨機的, 加之精確的切割, 會得到一種獨特且極具吸引力的視覺效果, 這也是奧迪在材料選擇上的的另一個關鍵要求.
粘結強度測試
在Secar生產了第一批原型零件後, 奧迪公司將其帶回自己的實驗室, 並對新部件在室溫和濕熱條件下進行了嚴格的靜態和動態負載測試. 客戶最關心的一個問題便是, 該部件能否與拉繞管實現牢固的結合. 據Hexcel報告表示, 雖然在管道和HexMC-i模塑料之間沒有使用粘合膜或附加的粘合劑, 但目前所有的測試都呈現出了令人滿意的結果.
成功獲得奧迪使用資格
Hexcel與Secar公司聯合開發的新型複合X支架的輕量化技術和一次成型工藝, 最終獲得了奧迪公司的認可
'我們很高興HexMC-i包覆成型工藝能夠在奧迪產品的零部件中取得成功, 並期待在不久的將來推出更先進的技術, ' Hexcel汽車銷售和營銷總監Achim Fischereder說道.
'將HexMC-i產品的獨特特性與我們開發的高性能拉絲和牽引技術相結合, 無疑會成為大幅提高汽車性能的最佳解決方案. ' Secar Technologie銷售和營銷總監Werner Stoeger補充道.