今年在巴黎举行的JEC展会上,汽车世界展示的项目展示之一是由德国紧固件供应商Böllhoff(比勒费尔德)的法国子公司BöllhoffOtalu(法国La Ravoire)开发的模压紧固件。

Yann Bernard是BöllhoffIMTECHR的产品经理,代表In-Molding TEChnology介绍高机械阻力紧固件。他解释说,IMTEC HR是与汽车原始设备制造商的创新部门共同开发的。 “我们被要求在重型结构上工作以达到高水平的性能。我们可以制造非常坚固的复合材料零件,但缺点是装配。需要的是整个组件,例如座椅,必须安装在地板上。“伯纳德指出,在典型的金属结构中,这是通过在地板上使用铆钉或焊接螺母来实现的。 “但现在地板可能是复合材料。那么,你如何紧固这种复合结构呢?“

目标是一个足够强大的紧固件来固定复合材料部件,但也具有很大成本压力,并且适合大批量生产。 “使用完全智能工艺可以轻松地将金属地板的附件工业化,”Bernard说。 “因此,IMTEC HR的理念是复合材料的工业化解决方案,无需人工操作。”IMTEC HR紧固件可放置在模具中,用于复合地板结构,并在模塑过程中集成。 Bernard引用IMTEC HR与热固性和热塑性成型工艺兼容,包括树脂传递模塑(RTM),压缩模塑和注塑/包覆成型。

对于注射成型,将紧固件首先自动的固定在模具上。销钉定位紧固件并保护其内部的螺纹不被树脂涂覆。接下来,将复合材料机械地放入模具中。关闭模具,注入塑料,并用紧固件整合脱模部件。

对于压缩成型,该过程基本上是相同的,除了螺钉是塑料螺旋的“盖”并且还用于将材料推到一边以将紧固件插入复合材料中,从而消除了对钻孔的需要。这不仅节省了时间,而且避免了切割纤维。销钉在模制期间再次保护内螺纹,并在部件脱模后移除。

“一旦生产出复合板,就没有额外的操作,”伯纳德说。 “我们相信这项技术有助于以合理的生产成本制造复合板或任何其他结构件。它复制了使用带有金属地板的铆钉,因为紧固件已经存在于模制复合材料部件中。您现在使用标准方法连接座椅。这等于在相同的竞争环境,因为零件可以连接到复合地板上,与金属地板相同。“

用CFRP模压紧固件成型-复合材料网

为了抵抗电偶腐蚀,IMTEC HR可提供镀锌钢和不锈钢,后者主要用于碳纤维增强塑料(CFRP)。还提供不同的紧固件版本,包括螺栓(螺柱),螺母和垫片。“我们还可以改变孔的尺寸和紧固件的尺寸,以满足特定的要求,”伯纳德说。

特殊形状的能量吸收
我向伯纳德询问了这些紧固件的形状,解释说它们看起来与我见过的其他类似,包括Big Head和Spida Fixings。他说,这种形状实际上是不同的,开发的目的是在碰撞条件下逐渐释放能量。 “它的强度足以提供高机械性能,但可以在碰撞试验条件下吸收能量,以避免灾难性的脆性破坏,”他解释道。 “它有弹性,而且塑性变形而不会断裂。如果没有这种行为,附件处的复合地板会变形和破裂,或者金属紧固件会断裂。这是复合结构紧固件的一个问题。”

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消息来源:Big Head和Spida Fixings。

形状的另一个方面是花瓣状。 “这些设计用于将紧固件在模塑过程中嵌入复合材料中,”Bernard说。 “你必须将这个紧固件设计成嵌入零件中,而不是留在模具中。”他还指出,紧固件法兰位于复合材料零件后面,并且不会减少部件秒数。

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消息来源:Böllhoff。

与Cetim一起开发了特殊版本的IMTEC®HR,与QSP生产线兼容。 Cetim是法国的研究机构,开发了Quilted Stratum Process(QSP),用于复合材料零件的高度自动化生产。

根据Cetim发表的一篇文章,为QSP开发的正在申请专利的IMTEC HR紧固件与传统紧固件相比,拉伸性能提高了30-75%,搭接剪切性能提高了60-75%。