연속 섬유 강화 열가소성 합성물로 순수 전기 SUV용 휠 블레이드 사용

부드러운 마감 NIO는 단방향 탄소 섬유의 미학과 공기 역학을 기반으로 한 휠 블레이드로 Covestro의 Maezio를 선택했습니다. 출처 | 코베스트로

휠 블레이드라고도 하는 자동차 휠용 스포크형 블레이드 인서트는 휠의 미학과 공기역학을 향상시키려는 설계 엔지니어에게 인기 있는 도구가 되었습니다. 탄소 섬유는 이러한 비구조적 부품에 대한 인기 있는 재료 선택이지만, 많은 디자이너들은 일반적으로 외부 구성 요소 및 악센트 영역에 사용되는 전통적인 직조 모양 외에 다른 방식으로 재료를 선보일 방법을 찾고 있습니다. Covestro(독일 레버쿠젠, 중국 상하이)는 최근 자사의 Maezio CFRTP(연속 섬유 강화 열가소성 수지) 복합 재료가 NIO(중국 상하이). 이 소재는 OEM 및 디자이너에게 기존의 탄소 섬유 직조 모양에 대한 새로운 대안을 제공하여 단방향 탄소 섬유 광학 및 다양한 마감 옵션으로 독특한 외관을 제공합니다.

Covestro 자동차 복합 재료 전문가 Florian Dorin은 "디자이너는 응용 프로그램을 차별화할 새로운 스타일을 찾고 있습니다.

NIO의 선임 CMF 디자이너인 Yanbing Wang은 "Maezio 복합 재료는 아름다움이 탄소 섬유와 연관되는 방식을 재정의하기 때문에 매우 독특한 소재입니다."라고 덧붙입니다. "그들은 역동적이고 에너지가 넘치는 단방향 섬유 가닥으로 새로운 미학적 방향을 설정했습니다."

2018년 10월에 소개된 Maezio에는 폴리카보네이트(PC) 매트릭스 내에 함침된 탄소 섬유로 만든 단방향(UD) 강화 테이프 및 시트가 포함됩니다. Maezio UD 테이프는 다양한 성능 및 기계적 기준을 충족하도록 조정된 시트를 형성하기 위해 다양한 각도로 라미네이트될 수 있습니다. 결과 시트는 강하고 뻣뻣하며 가벼우며 자연스러운 단방향 표면 마감 처리가 되어 있습니다.

Covestro의 Maezio 연속 CFRTP 합성물에 대해 자세히 알아보기:

NIO의 휠 블레이드의 경우 Maezio 시트는 UD 테이프 플라이에서 필요한 두께로 적층됩니다. 나사 보스는 오버몰딩된 다음 부품에 용접됩니다. Maezio의 열가소성 매트릭스 시스템을 사용하면 가공 중에 다른 기능 구성요소에 쉽게 결합할 수 있습니다. 이 특별한 경우에 휠블레이드 인서트는 오버몰딩된 폴리카보네이트 나사 보스를 통해 스포크에 결합됩니다. 동일한 수지를 사용하여 스크루 보스와 휠블레이드 사이의 접착력을 보장합니다.

NIO는 주로 소재의 미적 특성과 공기 역학을 기반으로 휠 블레이드로 Maezio를 선택했습니다. 블레이드는 휠 주변의 바람 저항을 줄여 연비를 개선하도록 설계된 비구조 부품입니다. 그러나 Dorin은 또한 고려해야 할 몇 가지 성능 요소가 있다고 강조합니다. 휠 블레이드는 회전력과 제동으로 인해 발생하는 높은 열 부하를 받습니다. Dorin에 따르면 Maezio용 매트릭스를 제공하는 Covestro의 Makrolon 폴리카보네이트는 우수하고 직접적인 접착 특성을 제공하며 성능 요구 사항을 충족하면서 독특한 표면을 디자인하기 위한 광범위한 코팅 및 장식 공정과 호환됩니다.

Covestro는 코팅 공급업체의 이름을 지정할 수 없었지만, 단방향 섬유의 아름다움을 유지할 뿐만 아니라 필요한 보호 기능을 제공하는 휠블레이드용 코팅 시스템을 개발했습니다. 코팅 시스템은 충격, 내화학성 및 내후성을 포함한 엄격한 안전 및 성능 요구 사항을 충족합니다. 또한 폴리카보네이트는 높은 열 안정성 특성을 나타내므로 휠 블레이드 인서트는 최대 150°C의 제동 유발 온도에서도 견딜 수 있습니다. 부품 자체는 기계적 테스트를 거쳤고 롤링, 굽힘, 내구성 및 제동 테스트를 거쳤습니다. 또한 고압 워터젯, 자갈 충격, 장기 열 노화 테스트, 온도 및 가솔린, 디젤 및 브레이크액과 같은 화학 물질에 대한 노출을 받았습니다. 자료가 모든 요구 사항을 통과했습니다.

무광 마감 Maezio의 폴리카보네이트 매트릭스는 다양한 코팅과 호환되어 NIO의 단방향 탄소 섬유 휠블레이드를 위한 무광 코팅 시스템을 가능하게 하여 섬유를 보여주면서도 성능 요구 사항을 충족합니다. 출처 | 코베스트로

NIO 휠블레이드의 성공을 기반으로 Covestro는 다른 애프터마켓 휠에 사용할 수 있는 가능성을 보고 있으며 이 응용 프로그램은 회사가 스포일러와 같은 다른 외부 응용 프로그램에 대한 재료의 전반적인 성능을 검증할 수 있는 기회를 제공했습니다. Dorin은 또한 이 소재가 자동차 인테리어 응용 분야에 사용될 가능성에 대해서도 언급했습니다.

Dorin은 "특히 인테리어에서 모든 사람들은 건설적인 공간의 모든 밀리미터를 놓고 싸웁니다."라고 말합니다. "강성과 구조적 특성을 유지하고 미적 표면을 가능하게 하는 동시에 부품을 더 얇게 만들기 위해 복합 재료를 많이 사용하는 것이 우리 재료의 큰 이점이라고 생각합니다."

Maezio의 차량 내부 용도에 대해 자세히 알아보기:

Covestro는 프로토타입 미래 이동성 인테리어에 Maezio 열가소성 복합 재료를 사용합니다.

미학 및 내구성 외에도 Maezio는 대량 생산을 위한 잠재적인 재료 조력자입니다. 재료는 높은 수율과 짧은 주기 시간으로 열성형되어 연간 수백만 개의 부품을 생산할 수 있습니다. Dorin에 따르면 재료의 사이클 시간은 일반적으로 사출 성형에서 볼 수 있는 것보다 약간 더 길지만 에폭시 기반 재료의 처리보다 훨씬 빠릅니다. Covestro와 그 파트너가 극복해야 하는 수많은 기술적 문제에도 불구하고 NIO 휠블레이드는 단 18개월 만에 처음부터 개발되었으며 2019년 3분기에 대량 생산이 시작되었습니다.