欧盟项目“ComMunion”开发了混合金属和聚合物基复合材料的工业工艺

　　近年为了响应减重，节能节约资源的需求，因此用于汽车和运输的轻型部件的需求急剧增加。

 

 

　　由钢制成并采用纤维增强塑料局部功能化的混合部件结合了高机械性能并且重量低。对有利于这种低成本结构的大规模生产的制造工艺的需求正在迅速增加。欧盟研究项目“ComMunio”中，位于德国亚琛的两个弗劳恩霍夫研究所 - 弗劳恩霍夫生产技术研究所（IPT）和弗劳恩霍夫激光技术研究所（ILT） - 正在与来自工业，研究和学术界的14个合作伙伴合作，通过将金属和聚合物基复合材料结合用于汽车和航空航天，开发了混合轻量化的设计工业流程和解决方案。

 

　　新的混合制造工艺基于激光纹理和激光辅助带铺放的组合。先使用激光对部件进行预处理，以使表面具有专门开发的，精确定义的粗糙结构。纹理表面允许连续纤维增强的热塑性轻质材料（其随后将用于硬化）直接粘合到钢部件上。粘合是机械的，不需要额外的预处理措施或额外的粘合促进剂。

 

　　加强元件由纤维增强热塑性塑料制成。激光器在连接区域地热塑性带加热到钢上。基质材料熔化并流入激光纹理腔。在熔融材料凝固之后，带有嵌入式单向纤维的带粘附到钢部件的粗糙表面上。

 

　　组合工艺，适合大批量生产

 

　　当组件的机械性能需要局部改善而不显着增加部件的重量时，结合这两种激光工艺的优点正好显现出来。该方法特别适用于大规模生产，因为在复合料带放置后不需要进一步的后处理步骤（例如固化操作）来固结材料。此外，精确的局部加热可在连接两种材料时减少变形和残余应力。Fraunhofer ILT开发的激光纹理化工艺也可以以可重复的方式精确地应用于精需要纹理的金属表面。此外，激光不会受到任何工具磨损。

 

　　辆混合动力车身部件已经作为演示组件完成

 

　　研究合作伙伴现在已经完成了个由高强度钢和单向纤维增强热塑性塑料带制成的演示组件：两位弗劳恩霍夫研究人员Kira van der来自Fraunhofer ILT的Straeten和来自Fraunhofer IPT的Tido Peters制造了一种混合轻质摇臂面板，这是汽车行业的车身组件，用于测试和证明过程组合的功能。

 

　　项目合作伙伴在2019年3月12日至14日在巴黎举办的轻型建筑交易会JEC World上向专业观众介绍了AZL组织的“Composites in Action Area”。

 

　　“ComMunio”项目由欧盟地平线2020研究和创新计划资助，协议编号为680567。