汽車的前端模塊通常搭載前燈等大型部件，傳統(tǒng)為鋼制。新款前端模塊將框架材料由鋼換成鋁合金，并且鋁合金與樹(shù)脂使用粘合劑接合，實(shí)現(xiàn)了輕量化。與原產(chǎn)品相比，重量減輕了3.7kg，減輕了約2成(20.9%)。該粘合劑由贏創(chuàng)開(kāi)發(fā)。
新款前端模塊要求實(shí)現(xiàn)能配備于實(shí)車的高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。例如，低速行駛時(shí)防止變形、高速行駛時(shí)防止前發(fā)動(dòng)機(jī)罩打開(kāi)的耐沖擊性，以及即使被劃傷或沾上鹽水也能抑制腐蝕擴(kuò)大的耐腐蝕性等，通過(guò)了嚴(yán)格的評(píng)估測(cè)試。
新款前端模塊由鋁合金框架和利用聚酰胺(PA)成型的部件構(gòu)成。從兩個(gè)部件的接合部可以看出，采用了沒(méi)有螺栓和螺母等連接件的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)。以前一直用螺絲在鋼制框架上固定樹(shù)脂部件。
也就是說(shuō)，新款前端模塊將鋼換成了鋁合金，通過(guò)粘合法省去了連接件，從而實(shí)現(xiàn)了輕量化。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的，是能使鋁合金與PA牢牢粘在一起的異種材料粘合劑“Vestamelt® Hylink”。此為共聚PA粘合劑，除了鋁合金外，還能粘合不銹鋼和鋼等金屬，以及PA6、PA66、PA9T、PA610、PA12等PA系樹(shù)脂。粘合原理是，金屬與粘合劑之間及粘合劑與樹(shù)脂之間都是“氫鍵和基于交聯(lián)劑的化學(xué)鍵“，粘合強(qiáng)度達(dá)10～20MPa。由此，前端模塊的抗扭強(qiáng)度達(dá)到192.2N·m，比使用其他粘合劑時(shí)(例如180.8N·m)要高。
新款前端模塊FEM的制造方法
1、靜電涂敷或卷材涂敷
首先，對(duì)鋁合金實(shí)施表面處理，去除氧化膜使表面變粗糙。這是為了提高與樹(shù)脂的粘合力。接下來(lái)，經(jīng)過(guò)脫脂處理、表面調(diào)整和干燥等各道工序后，在鋁合金表面涂敷共聚PA粘合劑。采用靜電涂敷法，用噴槍使共聚PA制粘合劑帶電，利用靜電在工件(鋁合金)表面涂敷該粘合劑。此外，還可以使用在金屬卷材上用滾輪高速涂敷該粘合劑的卷材涂敷法，作業(yè)人員也可以用刷子涂敷。利用卷材涂敷法涂敷時(shí)，有望實(shí)現(xiàn)30～50m/分鐘的高速處理。
其次進(jìn)入加熱熔化工序，以150～200℃的溫度對(duì)涂敷了共聚PA粘合劑的鋁合金加熱約5分鐘。粘合劑受熱后會(huì)熔化流淌。然后再進(jìn)行冷卻，粘合劑就在鋁合金表面形成了厚50～150μm的膜。
2、沖壓成型
由于共聚PA粘合劑膜會(huì)牢牢粘在鋁合金表面，可以直接保管，也可以沖壓成型。因此，該粘合劑既可以在沖壓成型后的鋁合金框架上涂敷，也可以在沖壓成型前的鋁合金板上涂敷。
3、嵌件注塑成型
接下來(lái)將帶有共聚PA粘合劑膜的鋁合金放入模具，射出PA進(jìn)行嵌件成型，前端模塊就完成了。成本與之前基本相同。因?yàn)槭∪チ擞寐萁z連接金屬框架和樹(shù)脂部件的成本等。
儀表板橫梁CCB上的應(yīng)用
該技術(shù)已經(jīng)在儀表板的支柱——管梁上實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。由鋁合金和PA構(gòu)成，利用共聚PA粘合劑粘合了兩種材料。戴姆勒在3款車型上采用。2013年德國(guó)戴姆勒在“梅賽德斯·奔馳A級(jí)”上首次采用，之后“梅賽德斯·奔馳B級(jí)”和“梅賽德斯·奔馳SLS級(jí)”也相繼配備。使用的PA為玻璃纖維強(qiáng)化PA6。重量最大減輕2成。
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