【汽车材料网】今年早些时候，通用汽车公司的第一批第八代雪佛兰克尔维特跑车C8从美国肯塔基州的鲍灵格林装配线下线。该车型被描述为67年历史中"最快，功能最强大的入门级Corvette"，它也是复合材料消耗最密集的Corvette，并且率先采用了中置发动机配置。本期小编带继续带大家了解复合材料在Corvette C8零部件上的应用。

composites intensive Corvette 2020 design

一、车身结构：复合材料应用案例介绍

1.1 前、后行李箱

新一代克尔维特（Corvette）配置了前、后2个行李箱，合计可容纳12.6立方英尺/0.36立方米的货物。

两个行李箱均由42％（重量）的短切玻璃纤维/乙烯基酯不饱和聚酯（VE-UP）树脂制成。但针对几何形状和机械要求，采用了不同的工艺。前行李箱（压块）采用0.95比重（SG）"漂浮"片状模塑料（SMC）进行压模成型。

而后行李箱需要更高的机械性能，并且几何形状坚固，通过专有的PRiME（确保制造卓越性的预置增强）工艺成型——即液体压模成型（LCM）的一种。PRiME工艺能够改变纤维长度，因此可以在预成型坯中使用更长的预定位筋。

两种工艺是由加工商MFG开发的。MFG在汽车上生产了所有结构性SMC和LCM零件。

1.2 感应风道

The 2020 Corvette is the first car to use body-structure cavities (integral to the body frame) for air-induction ductwork (above), which is fed by multiple primary cooling paths (below). The car's naturally aspirated V8 engine needs a lot of air, so it was important to ensure good, unimpeded airflow to keep the engine cool. Source (both images) | General Motors Co.

2020克尔维特是第一款使用车身结构腔体（一体式车身）进气管道系统（上图）的汽车，该系统由多个主要冷却路径（下图）提供。该汽车的自然吸气V8发动机需要大量空气，因此确保良好的无阻碍气流以保持发动机凉爽非常重要。

巧妙的工程设计和新材料是冷却C8发动机的关键。多个主要冷却路径（每个门后面的后进气口，前驾驶室通风口和驾驶室外（outboard）冷却进气口为高度复杂的进气导管供气，这些进气导管使空气通过车辆和整个发动机，然后再通过铝网通风口和SMC贴花板两侧排出。

贴花板是由MFG的“漂浮”（0.95-SG）SMC（切碎的玻璃/UP-VE树脂）制成的。这种材料的挥发性有机化合物（VOC）含量低，与其他技术相比，它减少了排放并消除了在后感应风道上使用谐振器的需要，同时降低了成本和质量（2.4千克）。

1.3 后环绕框架（rear surround frame）

后环绕框架—— 64 x 69 x 24英寸（163 x 175 x 61厘米）——围绕乘客舱的后半部，并采用增韧的1.2-SG SMC进行模压成型。这种混合增强材料的特点是碳纤维含量为15％纤维体积分数（FVF）、玻璃纤维含量为30％FVF，并含有低VOC UP树脂，可承受发动机舱的热量。

后环绕框架构成了所有后部外部和内部面板的尺寸基础，但灵活的设计使其可用于多种型号。由于零件的整合，消除了辅助附件，增加了内部包装空间，减少了NVH，提供了更好的车身结构和密封性能，改善了后舱盖的可视性，并减少了质量（15％）和成本。

The very-large, customer-visible rear surround frame provides the dimensional foundation for all rear exterior and interior panels. Each half of the mold in which the part is formed weighs ~35,000 pounds/15,900 kilograms and was produced by , a division of Tooling Tech Group (Fenton, Mich., U.S.). The compression press itself has 2,800 tonnes clamping pressure and a platen that measures 108 by 68 inches (274 by 173 centimeters). Despite its size, cycle time is a nominal 3 minutes. | SPE Automotive Div.

1.4隔板（中窗框架）( bulkhead ；mid-window frame)

同样有趣的是隔板（中窗框架），该隔板由MFG定制，以解决高热量和高噪声的挑战，因为这部分舱室直接位于C8发动机上方。低VOC VE-UP树脂中的玻璃纤维增强材料与铍石墨填料(beryllium graphite）相结合，有效地抑制了声音进入乘员舱的传播，从而有效地消除了采取第二种消声策略的需要。从而降低了成本，增加了内部包装空间和乘客舒适度，并改善了车身密封性和NVH。"比重为2.2，这是我被要求增加质量而不是去除质量的第一个复合零件"相关设计人员表示。

二、车身面板和装饰

2.1 车身外部面板

车身外部面板的粘合（内部/外部）、上漆、增强1.2-SG SMC（22-28％FVF玻璃纤维/ UP树脂，取决于成分）由来自Teijin Group公司的Continental Structural Plastics（CSP）提供。

通过用螺栓固定在复合材料盖上，通用汽车实现了C8激进的造型，空气动力学和功能性冷却集成，并通过使用通用零件的多种型号变体实现了具有成本效益的轻量化。使用Bowling Green的创新型机器人湿式打磨工艺，在车身位置的所有车身面板上均以" skuk系统"进行了在线喷涂。

2.2 SMC服务门（SMC service doors）

另一项创新设计在SMC服务门（SMC service doors）的背面使用单件式触变硅橡胶泡沫垫片，该垫片位于后行李箱中（在轿跑车上配置一个，在敞篷车上配置两个），并允许客户接触到空气过滤系统。

由于靠近发动机舱，高性能原位发泡（FIP，foam-in-place）弹性体（来自陶氏公司的Silastic 3-8186）经指定可以承受高达392°F / 200°C的连续使用温度，同时即使经过反复的开/关循环，也能提供具有出色抗压缩永久变形性能的耐用密封。

通用汽车报告说，大多数其他模切泡沫和垫片在持续暴露于这种温度下会熔化或破裂。分配后，将涂覆的垫圈在167°F / 75°C下热处理10分钟以使泡沫膨胀，从而消除模切成本和浪费。

门本身采用强化SMC（VE-UP矩阵中的42％FVF玻璃）。Gentex Corp.公司使用耐热和耐磨的铝化凯夫拉纤维芳纶织物（美国杜邦）生产的隔热板，为车门内饰提供了额外的热保护。

Rear service doors are molded from toughened SMC and feature a high-temperature, foam-in-place silicone gasket that provides a durable seal with excellent compression-set resistance while handling long-term exposure to engine-bay heat. Another composite — heat- and abrasion-resistant aluminized aramid fabric — is used as a heat shield to provide extra thermal protection on door interiors. | SPE Automotive Div.

2.3车轮

通用汽车还在C8上使用了其第二代全自动精密车轮平衡系统。由3M公司和ESYS自动化公司共同开发。具有定制磁性能的高密度（5.8-SG）复合轮重代替了传统的冲压金属车轮。

新系统使用带有粘合剂背衬的大型挤出带卷，在含氟聚合物基料中含有67％（体积）的抗腐蚀、可完全回收的钢合金。自动化系统检查每个车轮，然后切割并以更小、更精确的增量施加自定义重量的胶带段，以改善行驶性能并减少轮胎磨损。它还减少了组装时间和成本、简化了库存，消除了废料和人工等。

2.4车顶

轿跑车车顶共有三种装饰等级：

• 涂漆的低密度增韧SMC（来自CSP）；
• 透明的硬涂层聚碳酸酯（PC）；
• 和带涂层边缘的透明涂层/无纺布碳纤维复合材料（来自deBotechInc.，Mooresville，NC）。

CSP还为可转换型号的伸缩式天窗系统提供了几种A级、增韧的1.2-SG SMC面板。

Additional Corvette beauty shots. Source | General Motors Co.

三、先进技术

2020年克尔维特（Corvette）已经赢得了许多著名的行业奖项，包括2020年年度最佳汽车趋势汽车，2020年汽车新闻PACE（卓越汽车供应商杰出贡献奖）合作伙伴奖，以及塑料工程师协会（SPE）的多项奖项，包括2019年汽车奖工程团队奖。全球克尔维特执行总工程师Tadge Juechter补充说："尽管新的Stingray的中置发动机体系结构占据了头条新闻，但不管发动机在驾驶员之前或之后的位置，Corvettes始终在汽车材料技术方面处于领先地位。先进的技术是我们工作的核心。"

GM and its suppliers have already won many awards for innovative composites use on the 2020 Corvette Stingray. Among those standing above are key GM engineering team members at last November's 49th annual Automotive Innovation Awards Gala, where GM won SPE Automotive Div.'s Vehicle Engineering Team Award. A number of composite parts on the vehicle also were finalists or category winners at the event. Source | SPE Automotive Div.

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