复合材料密集型杰作：2020 Corvette，第 2 部分

今年早些时候，第一批第八代雪佛兰 Corvette 通用汽车公司（美国密歇根州底特律通用汽车公司）生产的跑车 (C8) 从通用汽车位于肯塔基州鲍灵格林的美国装配线上下线。被描述为“最快、最强大的Corvette ” 在该模型 67 年的历史中，它也是复合材料最密集的Corvette ，并且是第一个采用中置引擎配置的产品。不仅是 2020 Corvette Stingray 美丽而快速，但它具有许多豪华功能。但是，不要让漂亮的外观和快速的赛道时间欺骗了您：这辆车上有很多复合材料创新。 连续波 2020 年 7 月号开始对这款车辆中使用的复合材料进行两部分报道。这是第 2 部分。

车身结构：B部分

新的克尔维特 配备的不是一个而是两个行李箱，这些行李箱加起来可容纳 12.6 立方英尺/0.36 立方米的货物。两种树干均由 42 wt% 的短切玻璃纤维/乙烯基酯不饱和聚酯 (VE-UP) 树脂制成，但根据几何形状和机械要求使用不同的工艺。前行李箱 (frunk ) 是压缩成型的 0.95 比重 (SG) “浮法”片状模塑料 (SMC)，而后行李箱是通过专有的 PRiME（预置加固确保制造卓越）工艺成型的，这是一种液体压缩成型 (LCM) 变体。浮法 SMC 和 PRiME 工艺由加工商模压玻璃纤维公司（MFG，Ashtabula，Ohio，U.S.）开发。 MFG 生产汽车上的所有结构 SMC 和 LCM 部件。

“虽然这两个空间的特点都是浅草长墙，frunk 比后备箱小，可以压缩成型，”Chris Basela 解释说，Corvette 车身结构首席工程师。 “后行李箱需要更高的机械性能，并且是一种坚固的几何形状，可以填充 SMC 电荷。因为 PRiME 工艺让我们可以改变纤维长度，所以我们可以在我们的预制件中使用更长的预置增强材料。事实证明，让树脂 [而不是玻璃] 流动是最好的方法。”

巧妙的工程设计和新材料是冷却 C8 发动机的关键。多个主要冷却路径（每扇门后面的后进气口、前轮罩通风口和外侧冷却入口）输送高度复杂的进气管道，将空气通过车辆和发动机输送，然后通过两侧的铝网通风口和 SMC 贴花排出展示 Corvette 的玻璃隔断 引擎。贴花由 MFG 的浮法 (0.95-SG) SMC（短切玻璃/UP-VE 树脂）制成。该材料的挥发性有机化合物 (VOC) 含量低，可减少排放并消除对后感应管道上谐振器的需求，同时与替代技术相比，降低了成本和质量（2.4 千克）。

巨大的、客户可见的后环绕框架 — 64 x 69 x 24 英寸（163 x 175 x 61 厘米）- 围绕乘客舱的后半部分是压缩成型的 在增韧的 1.2-SG SMC 中。这种混合增强材料采用 15% 纤维体积分数 (FVF) 的碳纤维和 30% FVF 的玻璃纤维，以及低 VOC UP 树脂，经配制可承受发动机舱热量。框架构成了所有后部外部和内部面板的尺寸基础，而灵活的设计使其能够用于多种车型变体。得益于重要的零件整合，消除了辅助附件，增加了内部包装空间，降低了噪音/振动/粗糙度 (NVH)，提供了更好的车身结构和密封性能，提高了后舱盖的可见度并减少了质量 (15%) 和成本与传出帧。 “考虑到这部分的尺寸，几乎 6 x 6 英尺高，2 英尺深，我们实际上不得不让材料在模具中向上流动，所以我们在第一次注射时都有些担心，”Basela 回忆道。

同样有趣的是舱壁（中窗框），它是由 MFG 定制的，用于解决高热量和噪音挑战，因为机舱的这一部分直接位于 V8 发动机上方。玻璃纤维增​​强材料与低 VOC VE -UP 树脂中的铍石墨填料相结合，可以有效地抑制声音传播到乘客舱，从而消除了对二次隔音对策的需要。这反过来又降低了成本，增加了内部包装空间和乘客舒适度，并改善了车身密封和 NVH。 “比重为 2.2，这是我被要求增加质量而不是取出质量的第一个复合材料部件 ，”巴塞拉笑道。

关闭和修剪

车身外板全部粘合（内/外）、涂漆、增韧 1.2-SG SMC （22-28% FVF 玻璃纤维/UP 树脂，取决于组分）来自 Continental Structural Plastics (CSP)，Teijin Group 公司（美国密歇根州奥本山）。通过用螺栓固定在复合材料上，通用汽车实现了 C8 激进的造型、空气动力学和功能性冷却集成，并使用通用部件对多个模型变体进行了经济高效的轻量化。所有车身面板都在车辆位置的“skuk 系统”上进行了内嵌喷涂，使用了鲍灵格林的创新机器人湿式打磨工艺。

另一项创新涉及在 SMC 服务门的背面使用单件式触变硅胶弹性泡沫垫圈，该服务门位于后备箱（双门轿跑车上有一个，敞篷车上有两个），并允许客户接触空气。过滤系统。由于靠近发动机舱，高性能原位发泡 (FIP) 弹性体（来自美国密歇根州米德兰陶氏公司的 Silastic 3-8186）被指定在连续使用温度高达 392 °F/200°C，同时提供具有出色抗压缩变形性的耐用密封件，即使在重复打开/关闭循环后也是如此。通用汽车公司报告说，大多数其他模切泡沫和垫圈在持续暴露在这样​​的温度下会熔化或分解。点胶后，应用的垫圈在 167°F/75°C 下热处理 10 分钟，使泡沫膨胀，消除模切成本和浪费。门本身是钢化 SMC（VE-UP 矩阵中的 42% FVF 玻璃）。由 Gentex Corp.（美国宾夕法尼亚州卡邦代尔）使用耐热和耐磨的镀铝芳纶芳纶织物（来自美国特拉华州威尔明顿市的 DuPont de Nemours, Inc. 的纤维）生产的隔热罩为车门内饰提供了额外的热保护。

通用汽车还在 C8 上使用了其第二代全自动精密车轮平衡系统。由 The 3M Co.（美国明尼苏达州圣保罗）和 ESYS Automation（美国密歇根州奥本山市）开发，具有定制磁性的高密度 (5.8-SG) 复合车轮配重取代了传统的冲压金属配重涂漆钢、锌或铅，具有特定质量，必须手工涂抹在车轮上。新系统使用带有粘合剂背衬的大卷挤压胶带，其中含有 67% 的工业后、耐腐蚀、完全可回收的钢合金，以含氟聚合物为基材。自动化系统检查每个车轮，然后以更小、更精确的增量切割和应用定制重量的胶带段，以改善行驶性能并减少轮胎磨损。它还减少了组装时间和成本，简化了库存，消除了废料和劳动力，并且提供了比金属重量更多的颜色。

Coupé 车顶提供三种装饰级别：涂漆、低密度增韧 SMC（来自 CSP）；透明硬涂层聚碳酸酯 (PC)；和带有涂漆边缘的透明涂层/外露编织碳纤维复合材料（来自 deBotech Inc., Mooresville, N.C.)。 CSP 还提供多种 A 级增韧 1.2-SG SMC 面板，用于敞篷式可伸缩屋顶系统。

其他外饰板包括上漆和下漆的热塑性聚烯烃 (TPO) 前饰板，后者带有集成管道以将空气引导至制动器（仅限 Z51 套件）和舷外热交换器。外格栅和制动冷却通风口涂有丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)。

上部后面板是彩色模制 (MIC) TPO，但下部后面板组件是 A 级涂漆、1.2-SG SMC（玻璃/UP 树脂），因为该部件非常靠近热排气尖端。 SMC 出色的机械性能使 GM 能够设计出无支撑的短后悬 并在附件之间使用更大的间距而不会下垂。与热塑性塑料相比，SMC 还可以在低速后方碰撞期间有效地将负载分散到更大的区域。支架和后驻车辅助传感器连接到 SMC。据称，这是SMC保险杠面板首次应用于大容量车辆。

后舱盖贴花的上部面板采用涂漆 PC/ABS，侧通风口带有铝网的 SMC 和 SMC 下贴花以适应发动机正上方的热负荷。这些 SMC 面板由 LyondellBasell 的 Quantum Composites Inc.（美国密歇根州贝城）生产。门把手释放开关为PC/ABS，后进气口为SMC。基础车采用吹塑涂漆 ABS 扰流板，后部出气格栅采用注塑涂漆 ABS。 A 柱和顶棚贴花涂有 ABS，外部侧视镜盖和散热器进气格栅也是如此。根据选项包的不同，增韧 SMC 前翼下翼和吹塑成型 TPO 或碳纤维复合材料前分离器/扩散器 — deBotech 使用来自 Solvay Composite Materials（Alpharetta, Ga., US) — 提供额外的空气动力学稳定性。增韧 SMC 的后扩散器与 MFG 的 A 类涂漆 SMC 的 SMC 下后筋膜相匹配。

优质碳纤维装饰套件采用内外各种透明涂层/可见编织碳纤维装饰，包括后视镜盖、前格栅插件、前分流器、附件翼、发动机舱盖、内门开关板、摇臂成型件、仪表-面板组边框、门把手盖、四分之一贴花和行驶控制板。这些组件由 deBotech、SMI Composites LLC（美国乔治亚州科默）和 Plasan Carbon Composites（美国密歇根州威克瑟姆）生产。

先进技术

2020 克尔维特 已经获得了许多著名的行业奖项，包括 2020 MotorTrend Car of the Year、2020 Automotive News PACE（Premier Automotive Supplier Contributions to Excellence）合作伙伴奖，以及塑料工程师协会 (SPE) 颁发的多个奖项，包括 2019 汽车工程团队奖. “虽然新的 Stingray's 中置引擎架构占据了头条新闻，无论引擎位于驾驶员前方还是后方 - 八代，Corvettes Global Corvette 的执行总工程师 Tadge Juechter 补充道。 “推进技术是我们工作的核心。”