研究人员开发新工艺 利用可再生玻璃纤维制造汽车部件

据外媒报道，在一研究项目中，多家公司共同开发利用可再生玻璃纤维制造部件的工艺，其首个产品是电动汽车的电池壳体端盖（battery housing cover）。

在德国航空航天中心（DLR），研究人员探讨如何将由可持续材料制成的部件用于生产汽车和飞机。这些可持续性材料基于纺织行业的可再生纤维或可重复使用塑料。在“Cosimo”（可持续性出行复合材料）项目中，该制造工艺中的关键技术已经存在，由DLR和奥格斯堡大学（University of Augsburg）等合作伙伴联合开发。

该项目旨在通过久经考验的树脂转换模塑（RTM）工艺加工新塑料材料。RTM工艺主要用于汽车行业，能够实现高度自动化和大批量生产。该项目仅使用可再生玻璃纤维无纺布，电动汽车的电池壳体端盖由非织造玻璃纤维材料制成。

实际制造过程

在生产过程中，这些非织造材料被沉积在金属模具中，并用液体热塑性塑料浸渍。据介绍，后期组件可根据需要重新熔化，以接合至其他组件上。在浸渍过程中，用的是类似于大华夫铁板的工具。

为了使部件具备所需的形状和强度，要在热压机中对浸渍材料进行高压压制。大约六分钟后，1.10米长、53厘米宽的部件准备就绪。

制造电动汽车的实验电池壳体端盖时使用聚酰胺6，也称为“尼龙”。聚酰胺6具有热塑性，可以进一步加工。据DLR介绍，其具有作为环氧树脂替代品的独特用途。环氧树脂是常见的轻质材料，但与聚酰胺6不同，这种材料不能回收。

在生产过程中观察材料

为了能够在生产过程中分析材料特性，研究人员在RTM生产过程中配备传感器。DLR项目经理Jan Faber表示：“最大的挑战在于，确定完全浸渍无纺布的工艺参数。与传统纺织材料相比，要避免产生干燥斑点并不容易。借助于传感器网络，我们才能做到这一点。可以说，它让我们看到了制造过程的内部状况。”

研究人员旨在通过所获得的数据，为未来的智能过程控制打下基础。另外，该团队开发了一种模拟模型，可随时用于虚拟测试单个生产过程。数据管理系统还可以同步记录所有系统的测量数据，从而可以直接比较模拟和实际运行情况。对于科学家来说，这将有利于更好地理解材料行为和工厂技术。

据介绍，该项目“从可持续性、成本和质量方面，展示Cosimo概念在工业应用方面的潜力，并获得了工业合作伙伴的认可”。接下来，研究人员希望优化这些工艺过程。对于电动汽车的电池外壳而言，采用由纤维增强塑料制成的部件，可比使用铝或钢时轻40% 。