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福特Kuga主动进气栅格模组,如何借力高流动性聚酰胺材料实现精巧设计?
来源:雅式橡塑网    作者:章健玲    日期:2020.07.23

高流动性热塑性塑料的价格通常高于普通材料,但它们在加工、生产成本和设计自由度方面的优势最终足以确保其物有所值。


福特Kuga SUV主动进气格栅模组采用塑料-金属复合材料(混合结构技术)高度集成。


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福特Kuga SUV。


除钢板外,这一高荷载结构件还在生产过程中采用了朗盛高流动性玻纤增强聚酰胺 6材料Durethan BKV30H2.0EF。


该AGS集成前端模块由全球领先的汽车行业供应商梦达驰有限公司(总部位于德国莫斯巴赫)开发和生产。


朗盛混合结构设计专家Ulrich Dajek解释道:“我们的高流动性聚酰胺 6可在更低的注塑压力下进行加工。因此,可在混合支撑框架的生产过程中采用合模力较小的小型注塑设备。这有助于降低设备运行成本,提高设备选择和生产规划等方面的灵活性。”


四个集成式主动进气格栅


支撑框架内的主动控制单元包含了四个主动进气格栅,以确保根据发动机冷却系统的需求为其供气。支撑框架的两侧和上梁中采用了增强金属嵌件;其中后者包括了高荷载的机盖锁。混合结构设计的主要目的在于为冷却系统提供稳定的支撑并将其固定到位。此外,支撑框架还集成了多种其它功能,如导轨、调节驱动装置底座和紧固件等。


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支撑框架内的主动控制单元包含了四个主动进气格栅。


“我们的开发工程师成功地将所有元件、功能件和接口集成到了支撑框架中,以满足功能和荷载要求。同时,他们还确保了整个前端模块可以根据不同地区的版本要求,采用高成本效益的自动化量产工艺进行生产。”梦达驰产品开发团队负责人Horst-Dieter Haltrich说。


聚酰胺 6提高直接螺纹连接的稳定性


作为混合支撑框架所采用的塑料材质,聚酰胺 6相对于聚丙烯(PP)具有两大优点:首先,支撑框架包含了多个直接螺纹连接,与使用金属插件相比,前者更具成本效益。与PP相比,采用聚酰胺 6的螺纹接头在稳定性、使用寿命和可靠性方面均大幅领先。其次,相对于PP,聚酰胺更能承受进气格栅关闭时的热荷载。


降低网状薄壁部件区域的制造难度


得益于聚酰胺 6优异的流动性,部件网状部分的壁厚大幅降低。据Dajek介绍:“在荷载较小的区域,壁厚减小了近20%。与玻纤含量相同的普通聚酰胺 6相比,新材料能够显著减轻重量。”由于填充压力更低,高流动性材料的另一优势在于能够生产出应力更小的部件,从而尽可能的减少变形。


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支撑框架的两侧和上梁中采用了增强金属嵌件


HiAnt®全方位服务


从研发到最终投入量产,福特、梦达驰和朗盛在整个开发过程中进行了密切合作。此外,朗盛还为其引入了HiAnt®工程服务。例如,在某项工程研究中,朗盛对组件进行了拓扑分析,在充分考虑相关荷载情况的前提下,为聚酰胺加强筋的设计和定位提供了建议。


各种计算和仿真,如散热器支架刚度分析、支撑框架动态稳定性和噪音、振动和粗糙度(NVH),同样极具挑战性,包括对金属加强锁扣(机盖锁)的荷载能力以及其它涉及到保险的荷载情况——如行人保护中的小腿冲击测试或轻微碰撞(如停车时的擦碰)下整个组件的行为——进行仿真。


另外,朗盛还按照福特的规格要求对原型件和量产件进行了测试。Dajek介绍道:“比如,我们在人工气候室内对整个组件进行了结冰测试,以检验进气栅格开合的可靠性。”


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