Kordsa en Ford Otosan ontwikkelen geavanceerde composiet bladveren voor zware vrachtwagens

Kordsa (Istanboel, Turkije) is een wereldwijde leverancier van banden- en constructieversterkingen en technologie voor composieten die onlangs zijn luchtvaartcapaciteiten heeft uitgebreid door de overname van meerdere Amerikaanse bedrijven (zie Jeff Sloan's blog, "The Kordsa strategy"). Het bedrijf breidt ook zijn aanbod in automotive en zware vrachtwagens uit, wat gebleken is uit de presentatie op de Turk Kompozit 2019 Composite Summit (10-12 oktober, Istanboel) getiteld "Kordsa's Material Development for Composite Leaf Spring Production for Heavy Commercial Vehicles." Deze presentatie besprak technologie die gezamenlijk is ontwikkeld door Kordsa en Ford Otosan, die het zware vrachtwagent chassis-systeem voor Ford Trucks verlicht en structurele gezondheidsmonitoringssystemen omvat voor procesoptimalisatie, onderdeelkwalificatie en online gezondheidsmonitoring.

Kordsa legt uit dat chassiscomponenten een unieke kans bieden voor composieten omdat ze het grootste enkel percentage van het voertuiggewicht vertegenwoordigen, maar structurele onderdelen zijn onder herhalende dynamische belasting.

Het doel voor Kordsa en Ford Otosan is om CO₂-uitstoot te reduceren en verhoogde brandstofefficiëntie en Nutzlast mogelijk te maken door een composiet bladveer te produceren die het gewicht met 75% ten opzichte van staal reduceert. Dit zou ook het ongefederde gewicht van het voertuig verminderen voor opvolgende gewichtsreductie in andere systemen en verbeterde comfort via verminderde geluid, trillingen en harde rijding (NVH) niveaus.

De doelstellingen voor deze zware vrachtwagen composiet bladveer zijn uitdagend. Hij moet een asbelasting van 13,4 ton weerstaan en een strenge dienstomgeving doorstaan, met een lange vermoeidingslevensduur van minimaal 1 miljoen kilometer. Dienovereenkomstig moet dit dikke composiet onderdeel – tot 110 millimeter – een voldoende hoge vezelvolume en lage holtekruimte hebben, evenals een glasovergangstemperatuur (Tg) tussen 120-150°C. De productiesnelheid moet aansluiten bij die van zware vrachtwagens – tot 10.000 onderdelen/jaar – wat een verhardingscyclus van minder dan 1 uur vereist, terwijl de kosten concurrentieel moeten zijn.

Kordsa en Ford Otosan kozen voor prepreg compressiemollen vanwege de mogelijkheid om homogene harsdistributie en geoptimaliseerde stijfheid via verbeterde vezeluitlijning met minder vervorming en verminderde diktevariatie te leveren, in een proces met hoge betrouwbaarheid en herhaalbaarheid. Kordsa produceerde een verscheidenheid aan unidirectionele koolstofvezel- en glasvezel/epoxy prepreg batches en voerde volledige materialenkarakterisering uit op elk, ontwikkelend de materialengegevens die Ford Otosan nodig had voor invoer in computer-aided engineering (CAE) tools. Vervolgens werd de belastingssituatie voor een prototype zware vrachtwagen bladveer volledig gedetailleerd en werden fiber bragg grating (FBG) sensoren gebruikt om belasting te verifiëren en productieparameters en vermoeidingseigenschappen te verkennen.

Het finale prototype realiseerde 75% gewichtsbesparing ten opzichte van staal, terwijl de treksterkte, druksterkte en vermoeidingsweerstand toenamen. Kordsa zal de ontwikkeling voortzetten met Ford Otosan en andere transportfabrikanten, bewijzend een waardevolle bondgenoot te zijn in de campagne om CO₂-uitstoot wereldwijd te reduceren door het verlichten van auto's, vrachtwagens, vliegtuigen en schepen door lichtere composietstructuren ten opzichte van zwaardere staal, aluminium en magnesium alternatieven.

BRON | Kordsa en Ford Otosan