CSP Advanced Materials Center, 복합 배터리 인클로저 및 재료 혁신 공개

Continental Structural Plastics(CSP, Auburn Hills, Mich., 미국)는 모회사인 Teijin Ltd.와 함께 혁신적인 벌집형 클래스 A 패널 기술과 첨단 다중 재료 전기 자동차(EV) 배터리 인클로저를 12월 9일에 공개했습니다. 그것은 CSP의 독점적인 복합 제제의 수에 관계없이 성형될 수 있습니다. 이러한 구성 요소 기술은 미시간 주 오번 힐스에 있는 회사의 새로운 첨단 기술 센터에서 개발되었으며, 이는 CSP가 Teijin 인수 이후 더 광범위한 R&D 역량으로 전환했음을 나타냅니다.

새로운 첨단 기술 센터는 47,500평방피트 시설로 이 중 24,000개는 시트 몰딩 컴파운드(SMC)를 넘어 새로운 시장과 기술로 CSP와 Teijin을 이동시키기 위한 차세대 재료 및 공정을 개발하기 위한 R&D 노력에 전념하고 있습니다. 장비에는 레벨링 및 진공 기능이 있는 4000톤 프레스, 진공 기능이 있는 750톤 프레스, 10피트 침대가 있는 400톤 프레스, 6개의 온도 조절기, 2개의 FANUC Robotics 및 좌표 측정기(CMM)가 포함됩니다.

"우리는 CSP와 Teijin의 열가소성 및 열경화성 복합 재료, 탄소 섬유 및 제조 전문 지식을 활용하여 고객에게 기존 및 미래 차량 프로그램에 대한 새로운 옵션을 제공하는 기술과 프로세스를 개발하고 있습니다."라고 New Business Development의 전무이사 Hugh Foran은 말합니다. 새로운 시장과 기술. "자율주행차, 커넥티드카, 전기차에 필요한 모든 핵심 기능인 내구성과 탑승자의 안전을 개선하면서 무게를 줄일 수 있습니다."

기술적으로 전환하는 것 외에도 Advanced Technologies Center는 이러한 새로운 R&D 노력을 수행하기 위해 몇 가지 프로젝트를 수행했습니다. 이 프로젝트의 첫 번째는 초경량 클래스 A 패널을 생산하는 CSP의 새로운 허니컴 제조 공정입니다. "샌드위치" 합성물로 간주되는 이 패널은 폴리우레탄(PUR) 수지로 적셔진 천연 섬유, 유리 섬유 또는 탄소 섬유 스킨으로 덮인 경량 벌집형 코어를 사용합니다. CSP는 이 공정을 통해 복잡한 모양과 날카로운 모서리를 성형할 수 있으며 결과적으로 매우 낮은 무게로 매우 높은 강성을 제공하는 패널을 얻을 수 있다고 말합니다.

CSP는 또한 현재 미국과 중국에서 34개 이상의 다양한 전기 자동차(EV) 배터리 박스 커버를 개발 및 생산하고 있습니다. 그러나 회사 제품을 확장하고 고객에게 우수한 배터리 인클로저를 제공하기 위해 CSP와 Teijin은 일체형 복합재 커버와 알루미늄 및 강철 보강재가 포함된 일체형 복합재 트레이를 특징으로 하는 전체 크기의 다중 재료 배터리 인클로저를 개발했습니다.

두 회사에 따르면 자동차 제조업체는 케이스의 전체 무게(일반적으로 1,000파운드 이상)와 다중 용접, 패스너 및 볼트의 필요성을 포함하여 현재의 다중 부품 강철 및 알루미늄 EV 배터리 인클로저와 함께 여러 가지 문제에 직면하는 경우가 많습니다. 결국 누출이 발생할 수 있습니다. 덮개와 트레이를 각각 한 조각으로 성형함으로써 CSP는 밀봉이 더 쉽고 선적 전에 인증을 받을 수 있는 시스템을 만들었다고 말합니다. 이 회사는 혁신적인 상자 조립 및 고정 시스템에 대해 2개의 특허를 출원 중입니다.

이 회사는 또한 에너지 흡수를 위해 구조용 폼을 사용하는 마운팅 프레임을 개발했습니다. 이를 통해 프레임 두께와 무게를 줄이는 동시에 충돌 성능을 개선할 수 있습니다. 다중 재료 배터리 인클로저의 추가 이점은 다음과 같습니다.

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비전도성

복잡한 형태로 성형 가능

도구의 복잡성 감소

고강도

치수 안정성

몰드인 밀봉 기능

EMI 및 RFI 보호를 포함한 몰드인 차폐 기능

내식성

공구 비용 절감

CSP 다중 재료 배터리 인클로저는 강철 배터리 상자보다 15% 가볍다고 합니다. 무게는 알루미늄 인클로저와 동일하지만 CSP 인클로저는 특히 페놀 수지 시스템이 사용되는 경우 알루미늄보다 우수한 온도 저항을 제공합니다. 또한 트레이용 일체형 디자인에는 관통 구멍이 없으므로 밀봉 또는 밀봉제가 필요하지 않습니다. 이는 누출 가능성을 제거할 뿐만 아니라 전체 생산 비용과 복잡성을 줄여줍니다.

이러한 이점의 대부분은 CSP의 재료 R&D 팀이 개발한 우수한 복합 화학 물질 없이는 달성할 수 없었을 것이라고 회사는 주장합니다. 이러한 고급 합성물을 통해 고객은 사양에 가장 잘 맞는 커버 및/또는 베이스에 대한 제형을 선택할 수 있습니다. CSP의 배터리 인클로저 재료 옵션은 다음과 같습니다.

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기존의 SMC 화학 물질을 사용하는 기존의 고충진 폴리에스테르/비닐 에스테르 ATH 시스템은 기존 도구에 쉽게 적용할 수 있으며 올바른 설계에서 탁월한 기본 성능을 제공합니다.

기존 SMC와 유사한 화학 물질을 사용하지만 가연성과 열폭주 성능이 더 우수한 팽창성 시스템입니다.

부품이 화재 안전, 연기 방출, 연소 및 독성 요구 사항을 충족해야 하는 고온 응용 분야에 이상적인 페놀계 시스템입니다. 페놀계 시스템은 우수한 난연성, 내열성 및 내화학성 및 전기적 비전도성 특성을 갖습니다.

이러한 각 화학 물질은 다양한 섬유 유형 또는 형식(예:유리/탄소/혼합/기타, 절단 및/또는 연속)을 사용하여 조정할 수 있으며 가장 엄격한 VOC 요구 사항을 달성하도록 공식화할 수 있습니다.

“ 첨단 기술 센터에서 수행되는 작업과 본사의 R&D 시설에서 달성되는 재료의 발전으로 CSP는 첨단 복합 재료 분야에서 리더십 위치를 유지하고 복합 재료 분야의 글로벌 플레이어로 자리매김할 수 있었습니다. "라고 CSP의 CEO인 스티브 루니는 말합니다. "Teijin이 제공하는 탄소 섬유 및 재료 전문 지식과 함께 우리는 고객이 차량 설계에 관해 기존의 틀에서 벗어나 생각할 수 있도록 하는 경량 솔루션을 개발하고 있습니다."

Advanced Technologies Center의 팀에는 현재 5명의 엔지니어와 디자이너가 있습니다. CSP의 첨단 기술 부서는 R&D 및 제품 개발과 함께 80명 이상의 엔지니어, 디자이너 및 과학자로 구성됩니다. CSP가 Teijin에 인수되기 전 이 시설은 Teijin R&D 센터였으며 Sereebo 제조 공정이 개발된 곳입니다. 이것은 현재 PACE Award를 수상한 GMC Sierra Denali 픽업 박스를 제조하는 데 사용되는 프로세스입니다. CarbonPro, 업계 최초의 탄소 섬유 픽업 박스라고 합니다.