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荷蘭采用輕質復合材料打造超級巴士
2010-8-9 來源:中國聚合物網
關鍵詞:輕質復合材料 超級巴士 荷蘭

超級巴士的概念

    超級巴士是Delft理工大學在開發創新的公共交通工具過程中所提出的一個概念。超級巴士項目由荷蘭交通部和水務管理部贊助,以便將“三級火箭”計劃中用于評估系統可行性的一個示范品變為現實。該計劃由三個有序的步驟來實現這一概念:原型、市場接受度和制造方法。該計劃于2006-2020年間展開。

    該車的可持續性特征影響了車的所有結構。為此,車的結構、車架和車窗要設計得盡可能輕,以提高其效率。因此,超級巴士具有一個復合材料底盤、熱塑性塑料增強的車身板和聚碳酸酯車窗。該車的設計和制造過程在下文進行介紹。

    材料

    超級汽車幾乎完全由碳纖維/環氧樹脂復合材料制成。這使得結構凈重僅為1300 kg,這對15米長的車輛來講是出人意料的。所使用的碳纖維是Torayca T700,共有三種不同的形式。

    整個的載荷結構使用意大利Selcom公司生產的12k碳纖維單向帶和0°與±45°的碳纖維三軸縫編織物制成,從而使得鋪放效率更高。

    上述碳纖維與陶氏汽車部門最新開發的真空輔助注塑用環氧樹脂結合使用,該樹脂粘度非常低,具有較長的儲存壽命,使其非常適合主要的超級巴士制造工藝,陶氏汽車還提供超級汽車裝配用的結構膠。

    前后車身部件和地板橫梁中,將使用荷蘭TenCate公司的兩種碳纖維織物。地板蒙皮、內飾板和前后車身中將使用荷蘭Lantor公司的Soric軟性芯材。這種壓力穩定的聚酯非織造軟性芯材對于3-6毫米厚的部件來說是理想的制造材料,Soric軟性芯材被用于傳統夾層結構和大型結構中。

    大型外部車身部件將使用Sabic最近開發的汽車材料IXIS 制造,該材料是一種薄型夾層材料,外層為添加了單向玻纖的聚丙烯,芯材為添加了各向異性玻纖的聚丙烯,從而可以得到輕質的板材,并具有優異的抗沖擊性和A級表面。

    超級巴士的車窗玻璃為Sabic的聚碳酸酯Lexan,并由德國Weiss公司負責制造、涂敷和遮光噴涂。

    生產

    對于生產和裝配,選擇了下列工藝(考慮到緊張的日程和展示品的結構需求。); (大型)結構件(地板、車架、彎曲的大型外車身板:前后)的生產采用真空灌注工藝;小型局部部件采用手糊工藝;所有子系統使用“干性”機械裝配方式(螺栓結構)組合在一起;最后的裝配采用膠粘劑粘接方式。

    這些部件中的孔可以用來安裝地板結構中的電線和空調系統等。整個地板暫時(最后粘結前)由機械緊固件連接,以便在裝配中具有最大的靈活性。

    車架結構采用真空灌注和手糊工藝制成,用整個中部車艙的左右兩個模具生產不同的部件。圖12顯示的是右側的模具。考慮到其復雜性,涉及這用一段橫梁樣件來研究該結構的可制造性。圖14是成功生產出來這一復雜部件。測試后,根據內徑和分離角度對原來的設計進行了一些改進。

    車的側面結構與地板結構和頂梁連接在一起,形成底盤的中心部分。駕駛艙(包括駕駛員翻滾保護元件)和后部(動力艙)所用的部件采用專門的模具制成。

    外車身板部件采用Sabic的玻纖增強熱塑性塑料夾層結構層壓板IXIS制成。這些部件的模具由外部模具制成的樣板使用耐高溫的樹脂層壓而成。更復雜的車身板在外部模具中由碳纖/環氧樹脂直接真空灌注而成。

    所有車窗部件由LEXAN聚碳酸酯片材制成。這是一項具有挑戰性的工作,因為這些部件都具有雙曲面。

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