隨著汽車制造商尋求降低傳統和電動汽車 （EV） 的整體重量，金屬底盤組件已成為轉換為復合材料或混合動力系統的重要目標。圖片來源：斯特蘭提斯
越野穩定性
為了滿足越野客戶的需求，尤其是那些在沙漠中駕駛的客戶，福特及其供應商開發了一種復合 C 型支撐，用于將左右 D 柱連接到后車頂橫梁。與基準鋁和鋼相比，A 級可見部件提高了后扭轉剛度和車輛操控性，同時顯著減輕了質量。圖片來源：福特汽車公司
復雜的榫槽狀膠水通道被模制到殼體和芯中，以最大限度地提高芯和表皮之間的粘合強度。夢達帕斯還設計并制造了一個機器人、溫控的膠粘劑點膠系統，以滿足裝配要求，包括精確的膠路、珠子輪廓、流速和混合比。為了滿足福特對A級外表面的協調顏色要求，外殼被漆成黑色。圖片來源：福特汽車公司
最初，開發了兩件式設計，后來演變為三件式設計，進一步完善為團隊所謂的高級三件式設計。后者是一種三明治，其芯材由 20% 短碳纖維增強聚酰胺 6 （CF/PA6） — Ultramid B3WC4 — 和 35% 短玻璃纖維增強 PA6 （GR/PA6） — Ultramid B3GM35 Q642 注塑成型的表皮/外殼。聚合物系統經過專門挑選，以滿足福特的越野沙漠耐久性要求。新配制的甲基丙烯酸酯粘合劑（3M DB8910NS）據說具有快速固化，柔韌性和熱穩定性，用于將所有三個部分粘合在一起。
最終支架具有多種裝配設計功能，包括自定心聚氯乙烯 （PVC） 泡沫、沖壓鋼滑動 L 型支架和開槽壓鑄鋁支架，以適應車身公差變化并確保與車身導軌的配合。圖片來源：SPE汽車事業部
自上而下
悍馬電動汽車皮卡在沙灘上行駛。
在可以為GMC悍馬EV皮卡訂購的眾多配件中，有一對前透明或有色Infinity玻璃面板，單個后Infinity面板或前可折疊Sky敞篷車頂。圖片來源：通用汽車公司
當車輛乘員需要陽光和新鮮空氣時，他們可以手動折疊軟頂車頂面板并將其存放在中央車頂面板上（左），然后再次關閉（右），以在不離開車輛的情況下形成防風雨覆蓋物。圖片來源：通用汽車公司
之前用于軟頂面板的大部分全鋁框架被轉換為玻璃/礦物增強PA6和回收聚合物，將車頂線的質量減少了1.8公斤，同時仍然形成防風雨密封。圖片來源：通用汽車公司
堅固的結構，適用于要求苛刻的應
第一款配備新型復合發動機穩定器支架的車輛是 2022 年吉普 Grand Wagoneer SUV。復合支架不僅便于發動機插入裝配線上，而且還將質量減輕了 30%，提高了 NVH 性能。圖片來源：斯特蘭提斯
復合發動機穩定器支架旨在幫助提高發動機支架穩定性（橫向旋轉剛度）并減少通過阻尼傳遞振動。圖片來源：斯特蘭提斯
Stellantis報告說，CESB是第一個用于將發動機支架甲板到車身上并加固它們的注塑支架。據說這也是熱塑性聚酯的新用途。圖片來源：SPE汽車事業部
最終設計采用 55% 短玻璃/PBT-PET（巴斯夫 Ultradur B4040 G11）和嵌件模制金屬限壓套的重帶肋注塑結構。由于注塑成型比壓鑄具有更大的設計自由度，因此基于各向異性材料的CAE模擬開發了一種新的肋條圖案。這與減少工具上的牽伸相結合，與壓鑄鋁基準相比，允許更緊密的肋條密度，同時減少材料使用。Wallstock 在連接點處取芯，無需模后鉆孔。事實上，與早期的金屬支架不同，復合材料零件可以直接從模具中取出使用，無需二次加工或其他操作。
創新的混合動力復合材料加固支架首次亮相標準軸距 2021 吉普大切諾基以及軸距更寬的吉普大切諾基 L SUV。支架對于將負載從外軌傳遞到變速箱支架非常重要，以改善碰撞保護，經公路安全保險協會 （IIHS） 正面小重疊測試和美國國家公路交通安全管理局 （NHTSA） 的新車評估計劃 （NCAP） 側面碰撞剛性桿測試驗證。圖片來源：斯特蘭提斯
隧道加固支架的位置顯示在左上角和中間。右上圖顯示了一個機器人在連接拉擠結構之前將組件裝載到旋轉壓力機上，以及使用包覆成型的沖擊改性 PA6（右中）的限壓套和螺柱。在底部，顯示了基準沖壓和 MIG 焊接的 UHSS 基準（左下），以及拉擠嵌件（中下）和最終的混合復合材料部件（右下）。圖片來源：斯特蘭提斯
L&L Products使用巴斯夫的新型樹脂系統開發了拉擠嵌件，當與連續玻璃纖維結合使用時，其強度重量比比鋼或鋁高三到四倍。據報道，L&L的工藝/設備改進和巴斯夫的新樹脂系統增強了拉擠成型工藝，其產量比行業標準拉擠成型速率457-610毫米/分鐘高兩到三倍。
據說最終的復合加固支架比基準UHSS部分的軸向承載性能高出20%。該應用還使用了一種新的PUR熱固性材料以及一種將熱固性和熱塑性材料與整體硬件粘合的新方法。此外，由于注塑成型的設計自由度，裝配輔助工具被整合到包覆成型結構中，使操作員更容易組裝車輛。圖片來源：SPE汽車事業部
另一個創新的復合材料底盤應用是結構橫梁。在傳統的福特 F-150 皮卡上，鋁制橫梁——橫向安裝在乘客座椅下方，跨越駕駛員側門和乘客側門之間的距離——在發生側面碰撞時通過抵抗車輛在撞擊區域彎曲的趨勢，為乘員提供保護。對于全電動F-150閃電型號，電池外殼和電池組的位置侵入了鋁橫梁通常包裝的空間。
SLL電動福特F-150閃電皮卡。
全電動福特F-150閃電皮卡（上圖）采用混合復合材料橫梁，可保護乘員和電池組，比UHSS鋼或鋁橫梁輕。圖片來源：福特汽車公司
混合復合材料橫梁由L&L產品公司使用巴斯夫材料和自己的發泡粘合劑/密封劑開發，具有拉擠連續玻璃纖維增強PUR梁（金色），端蓋注塑有短玻璃/ PA6和結構發泡環氧粘合劑/密封劑（粉紅色）。反過來，這種混合結構又滑入鋁沖壓件（底部，銀色）中，并在電泳前組裝到白車身上。圖片來源：巴斯夫公司
為了保護乘員和電池組，福特工程部門與L&L產品和巴斯夫合作開發了一種混合復合材料系統。首先是L&L在巴斯夫67%FVF/80%FWF連續玻璃纖維增強彈性涂層74850 PUR中生產的空心拉擠梁。梁被切割成一定尺寸，L&L的復合材料車身解決方案（CBS）組件 - 由35%GR / PA6注塑載體（巴斯夫Ultramid B3WG7）組成，并用L&L的熱活化結構粘合劑（L-5905）包覆成型 - 插入拉擠梁的每一端作為端蓋。然后將該混合動力組件放置在鋁沖壓件內，隨后將其安裝在白車身的底部。電泳漆干燥/固化過程產生的熱量使發泡粘合劑/密封劑膨脹，將復合端蓋粘合到復合梁上，將復合結構粘合到金屬橫梁上，并將整個結構鎖定在車輛的地板上。
