Mannheim, October 8, 2026 | 一家德国领先的高端汽车制造商在其全电动四门高性能跑车上首次采用了结构轻量化设计方面的突破性成果:首个兼具储物空间与高强度结构底盘部件双重功能的塑料前备箱。该前备箱由位于德国沃尔姆斯的罗克林汽车公司制造。
通过单一工艺步骤制造
罗克林汽车(Röchling Automotive)为其生产开发了一种高效的混合成型工艺。该工艺将有机薄板的热成型与注塑成型结合在同一模具中,从而能够通过单一制造步骤生产出完全成品、无需二次加工的零部件。
“除了前备箱作为高承重底盘部件的设计之外,我们开发的制造工艺也是该应用的另一大亮点。在几何形状复杂的情况下实现均匀的模具填充,同时最大限度地减少焊缝,以确保部件的高机械性能,这尤其具有挑战性,”罗克林汽车结构轻量化全球产品经理马蒂亚斯·舒特(Matthias Schütte)表示。
纤维取向经过精确优化,以承受拉伸、弯曲和剪切载荷
该聚丙烯前备箱采用多层有机薄片进行增强,其外层纤维呈0°/90°取向,内层纤维呈+45°/-45°取向。这种多轴向层压结构经过精确调校,以适应该部件因方向不同而产生的拉伸、弯曲和剪切载荷组合。
0°/90°取向的纤维主要提升碰撞安全性能,而±45°取向的纤维则确保车辆在极端横向载荷下仍能保持最佳动态性能。在高动态驾驶操作、越野行驶或高速过弯时,横向力可能会导致前车身结构发生扭转——而前备箱的高扭转刚度可有效防止这种变形。前备箱上缘通过螺栓与支柱加强梁连接,下缘与前轴支架连接,从而起到垂直剪切板的作用。
“我们能够大规模量产定制化的多层有机薄板,其中连续纤维的取向不仅限于0°和90°,几乎可以满足任何所需的角度。这使我们能够为前备箱设计一款定制有机薄板,其纤维取向完全遵循部件内部的载荷路径,从而精准适应特定的载荷要求,”Envalior公司Tepex®全球销售与项目经理克劳斯·冯伯格(Klaus Vonberg)博士表示。
混合成型为具有高度复杂内部结构的前备箱铺平了道路
这些多轴向增强有机薄板的关键优势在于其能够承受高成型度。织物层具有抗纤维位移性,即使在部件拐角处也能保持完整,从而确保成型过程具有高度可重复性,并保持始终如一的高部件质量。“未来,或许可以将冷藏箱、抽屉、货舱网或充电线支架等功能直接集成到这些前备箱中,”马蒂亚斯·舒特指出。
这是因为混合成型工艺能够以经济高效的方式实现功能集成,满足大规模生产的需求。与此同时,有机片材材料比传统的注塑成型解决方案薄得多,因此能够有效减轻重量。展望未来,罗克林汽车(Röchling Automotive)已经在探索下一代轻量化材料,包括各种基于天然纤维的替代材料,以满足未来应用的需求。