在电动跑车中，每克的重量都很重要。这就是为什么这一领域的第一款量产车保时捷Taycan使用全塑料制动踏板的原因。该安全关键部件由BOGE Elastmetall GmbH开发，BOGE Elastmetall是汽车行业振动技术和塑料应用的全球供应商，与朗盛高性能材料（HPM）业务部门密切合作。它的高机械强度和非常低的重量归功于热塑性复合材料的设计。其结构包括由Tepex dynalite制成的嵌件、由朗盛制成的连续纤维增强热塑性复合材料和若干胶带。
“这种复合结构使制动踏板比同类钢制设计轻50%。由于采用特制的Tepex嵌件纤维层结构和附加的局部胶带加固，结构组件满足了苛刻的荷载要求。自动化技术使几何结构复杂的安全关键部件能够被高效并大规模地生产，”HPM的Tepex汽车集团的轻量化设计专家Klaus Vonberg博士解释说。
Tepex dynalite采用热塑性材料，通常由连续玻璃纤维织物层加固。电动跑车制动踏板采用PA 6为基体复合结构，内部含有单向纤维层以及两层覆盖层上纤维排列成45°角的织物层。内层使部件具有优异的拉伸和弯曲强度。
胶带是一种薄塑料带，具有单向定向、高强度的连续纤维，嵌入在热塑性基体中。制动踏板上使用多条玻璃纤维的胶带来加固部件底部。由于胶带和Tepex嵌件由相互兼容的塑料组成，因此可以使用激光将胶带简单地焊接到Tepex嵌件上。这就产生了具有纤维层的定制层合板，纤维层精确地遵循载荷路径，并适应特定于载荷的部件要求。嵌件的覆盖层及其45°纤维层，与顶部的胶带相结合，从而确保踏板的高抗扭强度。
“这种特制的纤维层结构以及嵌件和胶带的组合使得进一步减轻制动踏板的重量成为可能，同时还能实现这种安全关键部件所需的极高的机械特性，”来自BOGE Elastmetall创新中心的Daniel H?ffelin博士说。目前在准备量产的前提下有四种不同的刹车踏板设计的全塑料版本。对于所有组件版本，负载路径都进行了优化，以适应不同的扭转方向。
制动踏板是在一个自动化的过程中制造的，使用混合成型技术，周期短，适合大规模生产。该方法在随后的注射成型过程中集成了Tepex嵌件和胶带的覆盖。生产的第一个阶段包括使用光学测量系统精确地校准胶带，然后将它们放置在Tepex嵌件上，以便将它们焊接起来。该组件经过热成型，然后用PA 66注塑成型。
电动汽车领域正在为具有定制纤维取向的热塑性复合材料结构开辟新的机遇。据Vonberg介绍：“Tepex嵌件的应用实例包括前端系统和保险杠、电气和电子模块支架、行李箱和备胎舱、电池外壳和盖、车辆‘温室’部分的结构部件以及车身底部保护电池的结构装饰件。”
相对于金属结构，Tepex和胶带复合设计的低碳足迹也是一个有利因素。热塑性复合材料不仅比这种金属结构轻得多，而且使用的混合成型方法意味着，它们还能够以一种节省重量、能源和成本的方式集成诸如导轨、支架和紧固件等功能。有了这种类型的组件，就不需要耗时的进一步加工，如去毛刺或后工序攻丝等。
来源：中塑在线
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