smart公司的新概念車夢幻“smart forvision”，這是世界上首個采用熱塑性塑料車輪的汽車。但是，該車型不只是概念車，已為進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)對該車型進(jìn)行了性能測試。
Smart全塑車輪比標(biāo)準(zhǔn)鋁車輪輕30%。塑料車輪僅重6kg，由BASF公司的新型特種聚酰胺Ultramid Structure制造。采用該車輪將車輛的重量大幅減輕了2kg。整套車輪由兩部分組成：實(shí)際支撐組件以及輪罩（輪罩也由BASF Ultramid制造）。兩組件都具有支撐功能，在行駛條件下可以承載高負(fù)荷。輪罩可以漆成車輛所采用的各種顏色。
BASF公司負(fù)責(zé)車輪開發(fā)的Heiko Hess解釋說：“熱固性塑料車輪已用于賽車，也已進(jìn)行了小批量生產(chǎn)。但是，與可以注塑成型的熱塑性塑料車輪相比，它們制造工藝復(fù)雜，成本高，因而不適合大批量生產(chǎn)。”
高負(fù)載場合的特種塑料
Ultramid Structure是巴斯夫第一款長纖維增強(qiáng) (LF) 聚酰胺產(chǎn)品，該材料首次在K2010塑料展上推出。這種材料在研發(fā)之初即以替代金屬為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了性能上的顯著提升。當(dāng)高度優(yōu)化的短纖維增強(qiáng)產(chǎn)品遇到瓶頸時，長纖維聚酰胺提供了新的機(jī)遇。
采用長纖維增強(qiáng)塑料制成的零部件可通過常規(guī)注塑成型工藝形成三維玻璃纖維結(jié)構(gòu)，使制成品在高溫和低溫下都具有卓越的物理性能。得益于這種結(jié)構(gòu)，長纖維增強(qiáng)塑料的翹曲、蠕變和能量吸收行為已經(jīng)接近金屬，同時保持塑料的傳統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)。
計算機(jī)輔助設(shè)計
與近年來眾多Ultramid部件一樣，設(shè)計這種高強(qiáng)度Ultramid車輪時采用了BASF公司的通用仿真工具ULTRASIM。針對這種新型聚酰胺，巴斯夫?qū)LTRASIM也進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn)，使其能夠模擬長玻璃纖維增強(qiáng)零部件的行為。最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果相符。據(jù)巴斯夫公司介紹，達(dá)到這樣完善程度的零部件設(shè)計輔助服務(wù)目前在長纖維聚酰胺領(lǐng)域仍屬空白。
利用ULTRASIM軟件，利用拓?fù)鋬?yōu)化方法直接在計算機(jī)上預(yù)測并優(yōu)化塑料車輪上加強(qiáng)筋的形狀和位置，不需要對設(shè)計進(jìn)行折衷處理。在設(shè)計早期階段就確定了車輪的形式，只需對實(shí)際生產(chǎn)件進(jìn)行較小的改動。因此，與Daimler公司車輪專家密切合作，在很短的時間內(nèi)就開發(fā)了這種與安全高度相關(guān)的部件，而以前只能使用金屬制造。在smart和BASF公司，車輪進(jìn)行了大量負(fù)載試驗(yàn)。
測試結(jié)果評估
塑料車輪通過多種鋼鐵/鋁合金車輪標(biāo)準(zhǔn)測試，諸如：疲勞測試、車輪雙軸測試、沖擊測試和徑向跳動測試等，以確定其量產(chǎn)潛力。在測試中，車輪經(jīng)受了彎道高速行駛、緊急制動、凹坑行駛、路沿顛簸等惡劣條件的考驗(yàn)。