Fraunhofer ILT及其项目合作伙伴成功展示了BMW 7系混合复合金属车顶弓的生产。

Fraunhofer ILT成功展示了BMW 7系混合复合金属车顶弓的生产-复合材料网

对于多材料轻质应用,需要加工不同材料,如复合材料和金属及其混合材料。在由联邦教育和研究部(德国波恩)资助的HyBriLight项目中,由9家公司组成的联盟开发了一种创新的混合式屋顶弓,展示了用于轻量化生产的新型激光工艺的成功实施。所有基本信息,如演示车顶弓的尺寸和机械要求均基于BMW 7系列的原始部件。

车顶弓由一个纤维增强塑料条组成,该塑料条连接到两个由钢制成的金属 连接板,可以点焊到车身上。复合材料与金属之间的连接从粘合剂连接和铆接转变为创新的激光连接方法。因此,金属连接板用超快激光预处理,以形成海绵状表面形貌。

连接过程本身在塑料棒的压缩模塑过程中进行。基于两种材料之间的机械互锁,将熔融聚合物压入所产生的结构中,硬化并形成牢固且可靠的接头。基于激光的混合接头承受接近50MPa的剪切应力。通过特殊的变温模具实现连接过程,该模具允许在过程中通过集成传感器预热金属连接板和过程控制。

为了节省成本,原始部件中的碳纤维增强热固性材料被具有长玻璃纤维增​​强材料的热塑性PA6基质取代。为了保持零件的刚度和强度,车顶弓部分用碳纤维UD胶带加固。压缩成型过程的循环时间约为75秒。然后使用新型高速扫描系统用单模光纤激光器修整演示器。多道次切割方法可在单个工艺步骤中切割多材料混合物,同时最大限度地减少热量输入。演示部分展示了将新型激光工艺成功集成到一个接近工业的工艺链中。