Komposit Tepex Lanxess: Kompartemen Muatan Lebih Ringan dan Kuat untuk Mercedes-Benz S-Class
Lanxess (Cologne, Jerman) telah menerapkan material komposit termoplastik terstabil serat kontinyu Tepex dynalite dalam manufaktur kompartemen muatan yang dipasang di sedan mewah Mercedes-Benz S-Class untuk menampung baterai pasokan bubuk 48V kendaraan. Lanxess mengatakan komponen komposit dapat menahan stres mekanis tinggi dan sekitar 30% lebih ringan daripada komponen logam lembar yang dapat dibandingkan.
"Dalam tabrakan, baterai tidak boleh menembusi atau merusak dinding recess dengan cara apa pun. Ini dijamin oleh kekuatan dan kekakuan tinggi dari material komposit berbasis kain kami," kata Dr. Klaus Vonberg, ahli aplikasi Tepex di Lanxess. "Desain komposit juga memastikan bahwa kompartemen muatan bocor, mencegah masuk dan keluar cairan seperti air dan elektrolit baterai."
Komponen keamanan diproduksi dalam proses cetak hibrida menggunakan polos sekitar 110 x 80 sentimeter yang dihasilkan oleh mesin pemotongan air. Polos terbuat dari Tepex dynalite 102-RG600(2) berbasis poliamida 6 (PA6), yang ditstabilkan dengan dua lapis kain terstabil serat kontinyu serat kaca. Selain itu, PA6 Durethan BKV60H2.0EFDUS060 Lanxess digunakan sebagai material injeksi balik untuk mengintegrasikan penangkal dan memperkuat rusuk. Enam puluh persen massa terdiri dari serat kaca pendek, kata Lanxess, yang juga mengoptimalkan kekuatan dan kekakuannya untuk penggunaan dengan material Tepex.
Pembentukan (draping) polos kemudian dilakukan oleh stempel, proses yang sangat kompleks, di antaranya, kata perusahaan, karena rasio gambar yang tinggi. Ini karena material komposit tidak mengembang plastis seperti lembar logam tetapi mengalami deformasi sebagai respons terhadap gerakan (draping) material serat, yang berarti material komposit harus terus disuplai dari luar selama proses pembentukan. Jika gerakan terlalu besar, serat dapat menghambat proses pembentukan, pecah sebagai hasilnya dan mempengaruhi sisa proses.
Lanxess juga menggunakan berbagai model perhitungan virtual, yang memungkinkan perusahaan untuk mensimulasikan proses draping secara tepat — termasuk menentukan geometri pemotongan 3D optimum dari polos dan perilaku pembentukannya — untuk lebih baik memprediksi dan menganalisis efek pembentukan dan bereaksi sesuai dengan itu.
"Untuk kompartemen muatan, kami juga menentukan kapan sudut geser kritis kain tercapai selama pembentukan, di mana kerutan terbentuk dan di mana serat mulai pecah," kata Vonberg. "Perhitungan dan simulasi kami juga membantu memastikan bahwa sudut bulat komponen dapat menahan beban yang diharapkan." Orientasi lokal serat kontinyu itu sendiri di area komponen dengan kontur 3C yang jelas (misalnya, di sudut bulat) juga disimulasikan. Ini adalah prasyarat untuk memprediksi perilaku mekanis secara tepat dalam simulasi integratif. "Semua ini adalah bagian dari tawaran layanan kami di bawah merek HiAnt dengan yang kami mendukung ahli pengembangan pelanggan kami dalam merancang kompartemen muatan," kata Vonberg.
Melihat ke masa depan, Vonberg mencatat bahwa Lanxess juga melihat potensi dalam kendaraan listrik (EV). "Untuk perangkat keselamatan, penampung sistem baterai lengkap atau komponen untuk ruang penyimpanan kini tersedia di bawah 'hood' — karena material struktural ringan kami jauh lebih ringan dari logam dan membantu memperpanjang jangkauan EV," katanya menyimpulkan.
