郁煥敬

PP蜂窩板在復合材料貨廂上的應用研究

郁煥敬

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

PP蜂窩板是一種具有質量輕、耐腐蝕、強度高等特性的新型復合材料，將其用作貨廂圍板，可以顯著降低貨廂重量。此外，通過一定的工藝及結構優(yōu)化，也可以解決傳統(tǒng)復合材料貨廂的部分質量及裝配問題。

PP蜂窩板；貨廂；工藝改進；結構優(yōu)化

CLC NO.: U466 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)16-182-02

引言

傳統(tǒng)的復合材料貨廂，其圍板多采用的芯材與玻璃鋼蒙皮通過粘結膠粘接而成，并且生產過程中需要輔助特制的壓制設備，此類貨廂在市場上較為常見，但由于其重量重、不環(huán)保、回收再利用性差、破損不可修復等問題，目前多用于部分特殊環(huán)境或行業(yè)。

本文提供的PP蜂窩板，是一種具有質量輕、耐腐蝕、強度高等特性的新型復合材料，可以替代玻璃鋼夾芯板用作貨廂圍板，不僅可以降低貨廂重量，同時其整體強度、外觀美觀度也可得到大幅提升。

1 材料簡介

PP蜂窩板是由蜂窩芯、復合紗織物、流延膜組成，其中蜂窩芯主要由管狀芯材堆垛而成，通過電阻絲式熱切割工具切割成所需厚度，復合紗織物由玻璃纖維與聚丙烯纖維編織形成，蜂窩芯、復合紗織物和流延膜通過特有工裝進行熱熔合，形成蜂窩狀整體板材結構。根據所需規(guī)格切割成合適尺寸后，可直接用作貨廂圍板，而不需進行任何再加工，其具體結構如圖1所示。

圖1 PP蜂窩板結構示意圖

表1 PP蜂窩板與玻璃鋼夾芯板物理特性對比表

PP蜂窩板材料較玻璃鋼夾芯板，其密封性較好，不滲水不漏水，即使表面損壞也不吸水，對油脂、鹽水及常用化學品具有很高抗腐蝕性，廢棄材料可粉碎后回收再利用，材料回收利用率高。另外，由于PP蜂窩板采用熱融合工藝，其在壓縮強度、壓縮模量、剝離強度等方面較玻璃鋼夾芯板也具有較明顯的優(yōu)勢，具體對比如表1所示。

2 材料應用簡介

2.1 材料應用情況

廂式貨廂可分為前圍、左側圍、右側圍、頂蓋、地板總成和右側圍六大片組成，選裝側門裝置。其中PP蜂窩板可用作前圍、左右側圍、頂蓋板及門板，相鄰板材間通過鋁型材進行卡接固定，地板總成仍沿用鋼質結構，即可保證貨廂整體強度，也可保證貨廂承載性。

圖2 貨廂結構示意圖

2.2 材料應用效果

PP蜂窩板目前已被逐漸應用于動車、集裝廂等方面，并且隨著技術的進步，其加工工藝、性能參數(shù)逐步趨于成熟穩(wěn)定。作為與集裝廂具備類似功能的廂式貨廂，應用PP蜂窩板代替現(xiàn)有的側圍板，在產品性能、可靠性、輕量化等方面均可實現(xiàn)明顯提高。以常規(guī)的4000×2000×2000尺寸貨廂為例，應用PP蜂窩板代替玻璃鋼夾芯板，其重量可降低約80kg，降重比約為13%，輕量化效果明顯。同時由于板材的高強度、耐腐蝕、維修方便等，對于貨廂整體品質、后期售后等也有明顯的改進。

3 基于試制試驗的工藝改進和結構優(yōu)化

將PP蜂窩板直接用于復合材料貨廂，由于PP蜂窩板采用熱熔工藝加工而成，加工完成后為整體式板材，部分特殊工藝如局部凸起、減薄等，實現(xiàn)較容易。而玻璃鋼夾芯板為多層粘結結構，如果要對其進行相應處理，實現(xiàn)的可能性較小。通過對蜂窩板工藝改進和貨廂結構優(yōu)化，部分傳統(tǒng)復合材料貨廂上的問題可以得到有效解決。

3.1 頂蓋預拱工藝處理以解決頂部積水問題

傳統(tǒng)的復合材料廂式貨廂由于其頂部為平面結構，受重力作用，貨廂頂部會有一定程度下陷，雨天易在頂部形成積水，久而久之形成惡性循環(huán)，頂部下陷程度越來越大，貨廂尺寸越大，此問題越明顯。采用PP蜂窩板，可以通過對貨廂頂蓋進行預拱處理。在頂蓋預先拱起一定弧度，即便在貨廂裝配完成后，由于受貨廂骨架限制，頂部也會形成一定凸起，雨水流向四周，以避免頂部積水問題發(fā)生。預拱工藝示意圖如圖3所示。

圖3 預拱工藝示意圖

3.2 圍板與圍板連接結構優(yōu)化解決操作不便問題

傳統(tǒng)的復合材料貨廂，由于其圍板采用的為多層粘結結構，為避免脫膠問題，圍板與圍板間連接通常采用螺栓貫穿式固定。螺栓連接，一方面對扭矩控制精度要求較高，螺栓扭矩過大，會導致型材扭曲變形或螺栓固定處凹陷，影響貨廂外觀，扭矩不足，則會存在螺栓脫落風險，另一方面由于螺栓貫穿貨廂內外，進行螺栓打緊時，通常需要一人進行輔助，操作稍有不便。

PP蜂窩板為整體結構，通過對貨廂連接結構改進，則可以解決上述問題。將PP蜂窩板用連接型材進行卡接，型材外側采用粘結膠，內側用抽芯鉚釘進行固定，單人便可操作，提高操作方便性的同時，產品美觀度、貨廂框架穩(wěn)定性等也有提高，結構優(yōu)化示意圖如圖4所示。

圖4 連接結構優(yōu)化示意圖

4 結論

隨著城市物流和快遞等行業(yè)的發(fā)展，質量輕、穩(wěn)定性高、維修方便的產品將是更多用戶的選擇。將PP蜂窩板用作復合材料貨廂圍板，從整車外觀、加工方便性等多方面均有較高提升，同時由于材料的環(huán)保性、高可回收利用性和在輕量化方面的突出表現(xiàn)，符合行業(yè)發(fā)展的趨勢及國家政策法規(guī)對行業(yè)發(fā)展的要求，對于提高企業(yè)產品品質降低運營成本有著較高裨益。

[1] 喬維高.專用汽車結構與設計.北京大學出版社, 2010年9月.

[2] 王望予.汽車設計（第4版）.機械工業(yè)出版社, 2011年6月.

[3] 從錫堂.專用汽車構造與設計.人民交通出版社, 2008年5月.

The application of PP honeycomb plate in composite material box

Yu Huanjing
( Anhui jianghuai automobile group co., LTD., Anhui Hefei 230601 )

PP honeycomb plate is a new composite material with low quality, corrosion resistance and high strength. It can be used for the coaming of the cargo box, which can significantly reduce the weight of box. In addition, some quality and assembly problems can be solved through process improvement and structure optimization.

PP honeycomb plate; the cargo box; Process improvement; structure optimization

U466

A

1671-7988 (2017)16-182-02

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.16.063

郁煥敬，就職于安徽江淮汽車技術中心車身設計研究院。