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圖1:寶馬i3,拍攝于2015年廣州橡塑展
全球領先的化工公司巴斯夫為寶馬集團BMW i3電動車的眾多創新部件提供了用途廣泛的塑料材料,并利用豐富的結構知識支持寶馬集團的部件開發,其中包括前排座椅靠背、碳纖維車身的重要加固件以及后排座椅殼等。
具體如下:
- 采用 Ultramid? (PA) 制造的全新座椅結構。
- 采用 Ultradur? (PBT) 制造的多功能車身加固件。
- 采用 Elastolit? (PU) 制造的自支撐后排座椅殼。
- 采用 Elastolit? D (PU) 制造的車頂框架結構加固件。
“通過整合特性材料業務部在塑料領域的專業知識,我們有能力為創新型客戶,比如寶馬集團及其全球供應商提供量身定制的解決方案,并在部件結構設計方面提供支持。”巴斯夫特性材料業務部負責人楊銳(Raimar Jahn)表示:“BMW i3是寶馬集團向汽車行業未來邁進的突破性一步,巴斯夫的智能解決方案對此做出了重要貢獻。”
1、采用聚酰胺制造的座椅靠背
BMW i3的駕駛者和乘客座椅靠背是首款采用注塑成型工藝制造的椅背,這是首次在汽車內飾中使用表面可見的無涂裝聚酰胺結構件。這一輕質混合材料部件的重量僅為 2 公斤,堪稱巴斯夫全球座椅能力團隊智慧的結晶。該靠背整合了多種功能,采用巴斯夫專門為此類應用開發的聚酰胺6 (Ultramid? B3ZG8 UV) 制造,具有優異的紫外光穩定性。這種材料不但提供了優異的剛度,其延伸率和韌度也十分出色,可在-30℃到+80℃的溫度范圍內達到寶馬集團對機械性質的要求。
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圖2:寶馬i3座椅靠背,來源于太平洋汽車網
靠背的最終形狀復雜而小巧,這應當歸功于及早使用巴斯夫通用模擬工具Ultrasim?。得益于對靠背、解鎖桿和導向環材料的精確數字模擬,模擬碰撞的計算結果與之后的實驗數據高度吻合。這樣一來,研發人員就可以及早在計算機上完成優化,避免在開發后期對部件進行修改。巴斯夫Ultrasim?模擬技術可按照法律要求的標準對不同座椅位置、溫度和負荷條件進行有效模擬。
圖3:寶馬i3座椅靠背,來源于太平洋汽車網
此外,靠背使用的Ultramid?材料排放極低。優異的抗刮傷性和出色的表面質量使座椅結構得以暴露在外,成為一個獨特的設計元素。解鎖桿的材料必須避免在碰撞時被破壞。因此,這里采用了特制的長玻璃纖維增強Ultramid?產品:Ultramid? Structure B3WG8 LF。
2、采用PBT制造的多功能車身結構件
圖4:寶馬i3車身殼體結構件,來源于太平洋汽車網
BMW i3 的碳纖維車身在內外殼體之間采用了PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)結構件。這是整個汽車中最大的PBT部件,也是業內首次采用PBT制造此類部件;該整體部件位于車身殼體后側,除在碰撞時承載負荷外,它還負責將內外殼體分開,為側面車窗提供空間。
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圖5:寶馬i3,拍攝于2015年廣州橡塑展
巴斯夫Ultradur? B4040 G6 PBT非常適合這種應用,因為它在任何氣候條件下都具有極佳的尺寸穩定性,并可提供必要的抗彎性。巴斯夫工程師提供的模擬數據為減少生產過程中的翹曲、使玻璃纖維方向按照負荷情況排列做出了重要貢獻。這種注塑成型的部件包含了多個過去需要單獨制造的小型部件,因此降低了復雜性和成本。二十多個總重量近9公斤的Ultradur?小型部件被集成到車身的其它位置,為車身提供加固或所需的聲學效果。
3、采用碳纖維和聚氨酯基體制造的后排座椅殼
圖6:寶馬i3杯托架,來源于太平洋汽車網
自支撐后排座椅殼采用巴斯夫Elastolit?聚氨酯組合料制造。這是碳纖維和聚氨酯基體的組合首次被用于量產汽車。該部件整合了包括杯托架和儲物盤在內的多種功能,既減少了組裝工作量,也減輕了重量。巴斯夫Elastolit?的重要優點在于加工窗口寬、疲勞強度高、損傷容限大。得益于卓越的材料性質,這種在碰撞中非常重要的部件達到了寶馬集團嚴格的安全要求,而其壁厚僅為1.4毫米。
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4、用于車頂框架加固的結構泡沫
圖7:寶馬i3車頂框架,來源于太平洋汽車網
BMW i3的整個車頂框架,包括A立柱都采用了Elastolit? D聚氨酯結構泡沫作為加固材料。這種高耐壓泡沫被加工成碳纖維復合材料夾芯板,為汽車所需的結構剛性。
5、其它采用巴斯夫塑料制造的車內外部件
在BMW i3中,采用巴斯夫塑料制造的零部件隨處可見,更多這些產品都已經被廣泛用于各種車輛:
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圖8:寶馬i3充電線接頭,來源于太平洋汽車網
-采用Ultramid?、Ultradur?或聚氨酯制造的各種電子電氣應用;例如,采用Ultramid? B3ZG3 制造的保險絲盒,該產品達到了嚴格的剛度和拉伸強度要求;采用Ultramid? A3EG6制造的高壓接頭;以及采用Elastollan?和Elastoflex?聚氨酯制造的導線套管和導線固定頭。
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圖9:寶馬i3車頂結構,來源于太平洋汽車網
-車頂結構采用了兩種不同的Elastoflex?E聚氨酯泡沫以改善車內聲學效果:在車頂襯料中,一種Elastoflex? E泡沫被用作復合材料夾芯板的芯層材料,為其提供出色的熱成型性和剛度;另一種Elastoflex? E低密度開孔泡沫被用作隔音材料。
-在內飾中,聚氨酯半硬質泡沫Elastoflex?E被用作儀表板的背泡綿,C立柱蓋則采用Ultramid? B3ZG3制造。
圖10:玻璃包邊系統,拍攝于2015年廣州橡塑展
-在滑動車頂(選配件)模塊的生產中,寶馬采用了耐紫外線和耐候性出色的玻璃包邊系統Elastolit? R 8919。滑動車頂框架則采用翹曲率較低的PBT/PET混合物Ultradur? B 4040 G6制造。
-另外,BMW i3 的前后軸懸掛裝置配備了采用Cellasto? 微孔特種彈性體制造的輕質彈簧座。
圖11:寶馬i3后背,拍攝于2015年廣州橡塑展
最后,巴斯夫涂料業務部也為 BMW i3 的卓越設計增色不少。該部門為寶馬萊比錫工廠的全新BMW i3生產線提供了四種顏色的底漆,它們均達到了附加組件涂裝及相關涂裝工藝的要求。
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來源:環球聚氨酯網,部分圖片來自艾邦高分子
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