Sujetadores óptimos para las piezas automotoras del CFRP by NedschroefDirectIndustry

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#Libros blancos

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Porque solamente las reducciones serias del peso darán lugar a la gama de conducción extendida para los vehículos eléctricos, el futuro de la e-movilidad depende de progreso en soluciones ligeras. Aunque la fibra del carbón reforzó el plástico (CFRP) desempeña un papel principal en la generación siguiente de estas soluciones ligeras, hasta hace poco tiempo, él fue utilizado solamente en la exclusiva, modelos de gama alta. BMW es el primer OEM para utilizar el CFRP para una producción de volumen más grande, con los modelos i3 e i8 usando el CFRP para que la mayoría de los componentes de la estructura interna y del cuerpo compensen el peso agregado de motor, de batería y de sistemas de control eléctricos.

Una edición para la extensión continua del CFRP ligero en automóviles es accesorio. Para proporcionar la intercambiabilidad fácil de solos componentes tenga gusto de los asientos o las puertas, sujetadores se deben utilizar, sin importar si el vehículo está hecho del acero, del aluminio o del CFRP. Como surtidor principal de sujetadores automotores en Europa por más de 100 años, Nedschroef realizó una necesidad del desarrollo de los sujetadores producidos en serie para las piezas automotoras del CFRP. Esto llevó a un proyecto en su facilidad del R&D del centro de Techno.

¿Para ganar más experiencia con el CFRP, pruebas en los laminados? ¿incluyendo análisis estructural y la prueba extensible? fueron realizados. Éstos demostraron que a pesar de diferencias extensas en las placas de la prueba de fuentes del OEM y del surtidor, las características del producto eran comparables. Los productos del CFRP eran absolutamente dispares, incluyendo:

¿Una prueba de presión superficial fue desarrollada para investigar las placas del CFRP? resistencia a este tipo de cargamento. Durante la prueba un cilindro hecho del acero ultraalto de la fuerza NT16 se empuja con una fuerza definida en la placa del CFRP hasta que la muesca sea visible. Los resultados demostraron que cuanto más alto es el grado del sujetador, más geométricos los ajustes están requeridos. Esto significa que como se utilizan sujetadores más fuertes, deben ser diseñados con superficies sustentadoras más grandes para evitar muescas en placas contrarias del CFRP.

Porque la fricción es un parámetro crítico para la función apropiada del sujetador, las pruebas de la fricción también fueron realizadas. Para las pruebas iniciales, los pernos fueron apretados hasta la producción y el coeficiente medio de la fricción era resuelto en el 75% de este valor, según ISO 16047 del EN del método de la prueba del estándar europeo e internacional. Después, un esfuerzo de torsión medio era calculado usando el coeficiente resuelto de la fricción y el valor medio de la prueba de presión superficial. Otra prueba de la fricción usando este esfuerzo de torsión calculado fue realizada. Los resultados para las placas antedichas del CFRP demostraron un coeficiente medio de la fricción de 0.07 con la desviación muy pequeña. Según Wagner, esto significa que la fricción de sujetadores automotores en las placas del CFRP es el áspero 40% a el 50% más bajos que en las placas de metal.

¿Wagner explica que con este valor es posible calcular el preliminar que aprieta los parámetros para los empalmes en montajes del CFRP y asegurar su función apropiada? e.g., prevenga el aflojamiento de empalmes empernados. Sin embargo, porque los cálculos con los productos finales será necesario realizar pruebas de la fricción según demandas de cliente específicas. Por ejemplo, algunos usos específicos requieren vario operaciones de ajuste y que aflojan antes de la medida final para definir un valor de la fricción.

Wagner concluye estos resultados de la prueba debe permitir que Nedschroef modifique su lista actual de productos para proporcionar soluciones más rápidas y más rentables para los usos próximos del CFRP. Además de estos productos ajustados, Nedschroef también introducirá los sujetadores totalmente nuevos para los componentes del CFRP al mercado.

Un desafío adicional para sujetar al CFRP es la corrosión galvánica, que los resultados de la diferencia grande en potenciales electroquímicos entre la fibra del carbón y los metales estándar utilizaron en sujetadores, los aceros por ejemplo, del boro y de cromo. Los grados 304 y 316 del acero inoxidable también se utilizan en pequeñas cantidades así como series del EN AW 5xxx, del EN AW 6xxx y del EN AW el 7xxx de las aleaciones de aluminio. El material usado tiene un impacto económico significativo en la solución de la cerradura: los costes de la materia prima solamente son aproximadamente $1,000/ton para el acero, $2,000/ton para el acero inoxidable y más que $5,000/ton para el aluminio.

¿Además de explorar materiales más complejos para los sujetadores? ¿incluyendo grados del titanio, de cobre y diversos de acero inoxidable y de aluminio? el centro de Techno se zambulló profundamente en capas. Como el interfaz entre el material del sujetador y el CFRP, las capas deben permitir que los materiales estándar proporcionen un mejor cociente del funcionamiento del precio que soluciones costosas como el titanio. Para explorar este cociente, las capas de uso general en la industria del automóvil fueron probadas primero. ¿Capas metálicas y nas-metálico? ¿con y sin los abrigos orgánicos o inorgánicos? fueron investigados y puede ser dividido en sistemas aplicados y de la laca electrolíticos, mecánicos o térmicos.

Debido al fall de todas las capas probadas en la prueba de la corrosión, las capas no-automotoras tienen gusto de cerámica, aislamiento y los nanocoatings también fueron investigados. ¿Algunas de estas capas eran novedades, suministradas por los socios locales, que ha ampliado Nedschroef? conocimiento de la tecnología de la capa de s. Por ejemplo, las mejores soluciones de las capas fueron identificadas así como grueso de capa optimizado.

Para investigar comportamiento de la corrosión galvánica entre diversas placas del CFRP, varias capas del aislamiento fueron elegidas para una prueba de aerosol de sal con las placas de la prueba de OEM y de surtidores. La prueba de aerosol de sal es requerida por la industria del automóvil para acelerar la corrosión, y los resultados permiten el predecir de comportamiento de la capa en un ambiente con medios agresivos. No se observó ninguna diferencia en comportamiento de la corrosión galvánica. Las capas que resistieron la corrosión galvánica hicieron tan para todas las placas del CFRP. El daño observado de la corrosión en piezas falladas tenía cantidad comparable.

Las muestras probadas alcanzaron resultados prometedores después de más de 1.000 horas dentro del compartimiento de aerosol de sal. El acero inoxidable y las muestras de aluminio revestidas de la prueba no demostraron ninguna muestra de la corrosión. ¿Las muestras de acero de la prueba demostraron la muestra muy pequeña de la corrosión, que puede? t sea evitado debido a las características sacrificatorias de estas capas.

En el final de este proyecto desafiador, Nedschroef ahora ofrece diversas soluciones para sujetar a los componentes del CFRP. Estos pernos y tornillos, que están conectados directamente con el CFRP, permiten según se informa la transferencia de fuerzas más altas que otras soluciones de la cerradura y la mejor posibilidad del éxito en el aprovechamiento de las ventajas del CFRP ligero para los componentes automotores.

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