A-14 Spezielles vorimprägniertes Material für Automobilaußenteile

Spezielles gelbes und witterungsbeständiges Carbonfaser-Prepreg für Automobil-Außenteile: ein Doppelstandard zur Neugestaltung von Fahrzeugoptik und -leistung

Im Bereich der Automobilumrüstung und der hochwertigen Fahrzeugherstellung sind Außenteile nicht nur der zentrale Träger des ästhetischen Ausdrucks des Fahrzeugs, sondern müssen auch langfristig den Einflüssen komplexer Außenbedingungen widerstehen. Das spezielle Prepreg für Fahrzeugaußenteile besteht aus der Kernkombination „spezielles gelbstabiles und witterungsbeständiges Epoxidharz + Hochleistungskohlenstofffaser“ und ist in zwei Formen erhältlich: unidirektionales Kohlenstofffaserverbund-Prepreg und Gewebe-Prepreg aus Kohlenstofffaser. Nach der Aushärtung weist es hervorragende mechanische Eigenschaften sowie eine außerordentliche Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit auf und ermöglicht einen langfristigen Einsatz im Freien, ohne dass es zu Vergilbung oder Leistungsabfall kommt. Es bietet Materiallösungen, die Ästhetik und Langlebigkeit verbinden, für Außenkomponenten wie Stoßfänger, Heckflügel, Motorhauben, Gehäuse von Außenspiegeln und Tuningteile und überwindet so die Anwendungsgrenzen herkömmlicher Kohlenstofffaser-Prepregs, die anfällig für Vergilbung und geringe Witterungsbeständigkeit sind.

Kernvorteile: Multidimensionale Durchbrüche bei Witterungsbeständigkeit, Vergilbungsresistenz, stabiler Leistung und ästhetischer Kompatibilität

1. Spezielles gelbes und witterungsbeständiges Harz, das das Problem der Abschattung des Außenbereichs löst

Das kerntechnologische Highlight dieses Prepregs liegt im speziellen, gelb- und witterungsbeständigen Epoxidharz-System, das sich von den Nachteilen herkömmlicher Epoxidharze unterscheidet, die durch UV-Strahlung, hohe Temperaturen und Feuchtigkeit leicht beeinträchtigt werden und zu Vergilbung sowie Alterung neigen. Es erzielt einen Durchbruch hinsichtlich der Witterungsbeständigkeit durch drei technologische Innovationen: Erstens wird ein effizienter UV-Absorber sowie sterisch gehinderter Lichtstabilisator auf Basis von Aminoxyl hinzugefügt, der über 99 % der schädlichen UV-Strahlung abblocken kann, wodurch eine Zerbrechung oder Oxidation der Harzmolekülketten durch UV-Bestrahlung vermieden wird; Zweitens kommt eine Formulierung mit niedrigflüchtigen Monomeren zum Einsatz, um Verluste an Oberflächenqualität und Vergilbung zu reduzieren, die durch Migration kleiner Harzmoleküle in Hochtemperaturumgebungen entstehen; Drittens werden hydrolysebeständige Gruppen eingeführt, um die Stabilität des Harzes in feuchten Umgebungen zu erhöhen und eine Leistungsabnahme durch eindringende Wassermoleküle zu verhindern.

Nach autoritativen Tests hat das speziell für automobile Außenbauteile entwickelte Prepreg-Material hervorragende Leistungen bei extremen Umweltbedingungen gezeigt: Nach einer Lagerung in einer feuchtwarmen Alterungskammer bei 80 °C und 95 % relativer Luftfeuchtigkeit über 1000 Stunden trat keine nennenswerte Vergilbung der Oberfläche auf (Vergilbungsindex ΔE < 1,5, deutlich unterhalb des branchenüblichen Qualitätsstandards von ΔE < 3); Bei dem UV-Alterungstest (Simulation der Außenexposition) betrug die Oberflächenglanzerhaltung nach kontinuierlicher Bestrahlung über 2000 Stunden mehr als 90 %, ohne dass Risse oder Delaminationen auftraten. Im Vergleich zu herkömmlichem Carbonfaser-Prepreg wurde seine Beständigkeit gegen Vergilbung und Witterungseinflüsse um über 200 % verbessert, wodurch das Problem der „Vergilbung und optischen Minderung“ von Fahrzeugaußenbauteilen nach längerer Nutzung vollständig gelöst ist. Es eignet sich besonders für Bauteile wie Heckflossen und Umrandungen, die langfristiger Belastung ausgesetzt sind, und sorgt dafür, dass das Erscheinungsbild des Fahrzeugs stets wie neu bleibt. Gleichzeitig wird die Produktdichte streng auf mindestens 5 % kontrolliert, um eine gleichmäßige Verteilung von Kohlenstofffaser und Harz sicherzustellen und lokale Schwachstellen mit unzureichender Dichte und damit verbundener schlechterer Witterungsbeständigkeit zu vermeiden.

2. Produktabdeckung in doppelter Form, angepasst an die strukturellen und ästhetischen Anforderungen verschiedener Karosserieteile

Die Produktfamilie umfasst unidirektionales Carbonfaser-Prepreg und Carbonfaser-Gewirke-Prepreg, die je nach den strukturellen Eigenschaften, Belastungsanforderungen und Oberflächendesigns von Fahrzeugaußenteilen flexibel ausgewählt werden können, um eine präzise Abstimmung von „Funktion und Ästhetik“ zu erreichen.

• Unidirektionales Kohlenstoffaservorimpregnat: Es verwendet eine hochgerade Kohlefaser-Einweg-Anordnung mit einer Faserrichtungskonsistenz von über 99,5 % und hervorragenden axialen mechanischen Eigenschaften. Geeignet für große Außenbauteile mit hohen Anforderungen an Steifigkeit und Flachheit, wie beispielsweise Motorhauben und Dachverkleidungen. Bauteile daraus sind im Vergleich zu herkömmlichen Metallmaterialien um mehr als 40 % leichter und zeigen durch die regelmäßige Anordnung ein- und derselben Fasern eine feine "Linientextur", die in Kombination mit transparenten Beschichtungen besonders technologisch wirkt; gleichzeitig verhindert die ausgezeichnete Biegefestigkeit Verformungen der Motorhaube durch Vibrationen beim Hochgeschwindigkeitsfahren und gewährleistet so die Integrität des Erscheinungsbilds.
• Kohlefasergewebepreg Basierend auf glatten und Köpergeweben weist es eine hervorragende in-plane-Isotropie und eine einzigartige Textur auf. Geeignet für Außenbauteile und Fahrzeugumbauten mit komplexen Formen, bei denen ästhetische Gestaltung im Vordergrund steht, wie z. B. Außenspiegelgehäuse, Heckschürzen und Seitenschweller. Das Gewebe-Prepreg mit Leinwandbindung zeigt eine klassische „Gittertextur“, die optisch ansprechend und symmetrisch wirkt; das imprägnierte Köpergewebe weist eine geschmeidige „Diagonaltextur“ mit stärkerer Schichtung auf und kann somit den individuellen Ansprüchen an das Erscheinungsbild von Tuning-Anwendungen gerecht werden. Zudem ist die Schlagzähigkeit der Gewebestruktur überlegen, wodurch sichtbare Beschädigungen durch leichte Kollisionen effektiv vermieden werden können und die Wartungskosten reduziert werden.

Zwei Arten von Prepreg können in Kombination verwendet werden, zum Beispiel kann der Fahrzeugheckbereich eine Konstruktion aus "unidirektionalem Prepreg (Hauptstruktur, Aufrechterhaltung der Steifigkeit) + Gewebe-Prepreg (Oberflächenschicht, zur Darstellung der Textur)" aufweisen, was die strukturelle Stabilität und das ästhetische Erscheinungsbild ausbalanciert und den Produktmehrwert maximiert.

3. Ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und Feuchtwärmebeständigkeit gewährleisten die langfristige Zuverlässigkeit von Bauteilen für die Außenansicht

Als spezielles Material für automobile Außenkomponenten opfert dieses Prepreg neben seiner Beständigkeit gegen Vergilbung und Witterungseinflüsse nicht die kerneigenen mechanischen Eigenschaften der Kohlenstofffaser. Durch die Optimierung des Infiltrationsprozesses von Harz und Fasern kann das Harz vollständig in jedes Kohlenstofffaser-Bündel eindringen, wodurch die grenzflächenverbundfeste um 25 % erhöht wird. Die mechanischen Eigenschaften des ausgehärteten Verbundwerkstoffs sind hervorragend: Die Zugfestigkeit bei 0° von unidirektionalem kohlenstofffaserverstärktem Prepreg beträgt über 1800 MPa, und die Biegefestigkeit überschreitet 1500 MPa; Die Scherfestigkeit von kohlenstofffasergewebebasiertem Prepreg erreicht 80 MPa, was ausreicht, um konventionellen Belastungen wie Winddruck und Vibration während der Fahrzeugfahrt standzuhalten.

Gleichzeitig weist das Produkt eine hervorragende Nass- und Heißbeständigkeit auf, und die Leistungsabnahmerate ist äußerst gering in der typischen wechselnden Umgebung von „hoher Temperaturbelastung + regnerisch und feucht“ im Automobilbereich. Nach Prüfung wurde die aus dem Prepreg hergestellte Spiegelhaube 500 Mal Hoch- und Tiefzyklen von -40 °C bis 120 °C ausgesetzt, wobei die Behaltensrate der mechanischen Eigenschaften weiterhin über 88 % betrug, ohne Rissbildung oder Verformung; anschließendes Einweichen in simulierter saurer Regenumgebung für 300 Stunden zeigte keine Korrosionsstellen auf der Oberfläche sowie kein Abblättern von Harz und Fasern, was sicherstellt, dass das Erscheinungsbild der Bauteile sowie deren zuverlässige strukturelle Leistungsfähigkeit während des gesamten Lebenszyklus (üblicherweise 8–10 Jahre) erhalten bleibt, und somit optische Schäden sowie funktionelle Ausfälle durch Materialversagen vermieden werden.

4. Hohe Prozessanpassungsfähigkeit, um die großserienmäßige und kundenspezifische Produktion von Fahrzeugaußenteilen zu erfüllen

Um den doppelten Anforderungen der „Massenproduktion + personalisierten Modifikation“ von Fahrzeugaußenteilen gerecht zu werden, zeichnet sich dieses Prepreg durch eine hohe Prozessanpassungsfähigkeit aus und ist kompatibel mit gängigen Verfahren wie Heißpressformung, Pressformung und Vakuumbeutelformung, ohne dass Unternehmen zusätzliche Geräteanpassungen vornehmen müssen, wodurch die Produktionsschranken gesenkt werden.

• Druckform: geeignet für die Massenproduktion standardisierter Außenteile (wie Heckflossen und Umrandungen von Serienfahrzeugmodellen) mit hoher Formgebungseffizienz. Die Produktionszeit im Einzelmodus kann auf 30–45 Minuten begrenzt werden, und die Maßgenauigkeit der Bauteile lässt sich präzise steuern (Fehler ± 0,3 mm), was die Passgenauigkeit der Karosserieteile sicherstellt und nachfolgende Polier- und Nachbearbeitungsprozesse reduziert.
• Heißpressformung: Geeignet für hochwertige, maßgeschneiderte Außenbauteile (wie Motorabdeckungen von Luxusfahrzeugen, limitierte Tuningteile), gesteuert durch gleichmäßigen Druck (0,8–1,2 MPa) und Temperatur (120–140 °C). Der Harzfluss des Prepregs ist dabei gleichmäßiger, die Oberflächenhärte der Formteile hoch mit klarer Textur, wodurch die ursprüngliche Ästhetik der Carbonfaser ohne zusätzlichen Lackauftrag zur Geltung kommt und die Produktionskosten reduziert werden.
• Vakuumsack-Formverfahren: geeignet für große und komplex geformte Außenbauteile (wie integrale Fahrzeugumrandungen). Die Harzausschleusung und -infiltration erfolgt über Vakuumunterdruck, wodurch die Formkosten im Vergleich zur Heißpressbehälter-Technologie um 30 % gesenkt werden, während gleichzeitig die volle Leistungsfähigkeit von gelbem und witterungsbeständigem Harz gewährleistet wird – eine optimale Balance zwischen Wirtschaftlichkeit und Produktqualität.

Darüber hinaus zeichnet sich das Produkt durch eine hervorragende Lagerungs- und Verarbeitungskomfort aus und kann über 6 Monate in einer tiefen Temperaturumgebung von -18 °C gelagert werden. Nach dem Herausnehmen und Aufwärmen für 30 Minuten kann es direkt in die Produktion eingespeist werden, wodurch es sich an den flexiblen Produktionsrhythmus der Automobilfertigungs- und -umbaubranche anpasst.

5. Differenziertes Design, Aufbau von Wettbewerbsbarrieren für automotive Außenmaterialien

Einerseits wird eine differenzierte Innovation bei Harzformulierung, Faserauswahl und Oberflächendesign durchgeführt – beispielsweise ermöglicht das selbst entwickelte „glanzstarke, gelbstoffresistente Harz“ eine Oberflächenglanzstärke von geformten Bauteilen von 120 GU oder mehr (im Vergleich zu etwa 80 GU bei herkömmlichen Produkten), was optisch hochwertiger wirkt; andererseits bieten wir flexible, kundenspezifische Dienstleistungen an, die je nach Kundenanforderung die Faser-Oberflächendichte (vollflächige Abdeckung von 100–600 g/m²), Harzfarbe (transparent, matt schwarz usw.) sowie die Texturart (Leinwandbindung, Diagonalbindung, Satinbindung) anpassen können, um unterschiedliche Design- und Umbaukonzepte für Fahrzeugkarosserien abzudecken. Beispielsweise kann für Heckflügel von Sportwagen ein Prepreg aus Carbonfasergewebe mit „hoher Steifigkeit + diagonaler Textur“ angefertigt werden; um der Nachfrage nach Außenspiegelgehäusen für im Retro-Stil umgebaute Fahrzeuge gerecht zu werden, können Modelle mit „matter Oberfläche + Leinwandbindung“ bereitgestellt werden, um Marktdruck durch homogene Konkurrenz zu vermeiden und den Kunden einzigartige Produktmerkmale zu bieten.