為降低重量從而節(jié)省能源和資源，近年來，交通運輸行業(yè)對更輕質(zhì)部件的需求急劇增加。采用纖維增強復(fù)合材料進行局部功能化的鋼制混合材料部件，以較輕的重量實現(xiàn)了高力學(xué)性能。因此，汽車行業(yè)對低成本規(guī)模化生產(chǎn)工藝的需求正在迅速增加。在“ComMUion”歐盟研究項目中，弗勞恩霍夫生產(chǎn)技術(shù)研究所（簡稱“IPT”）和弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所（簡稱“ILT”）協(xié)同來自行業(yè)以及學(xué)術(shù)界的14家合作伙伴，為汽車和航空應(yīng)用開發(fā)工業(yè)化的生產(chǎn)工藝和解決方案，以實現(xiàn)鋼和聚合物基復(fù)合材料的混合輕量化設(shè)計。
新工藝是激光紋理與激光輔助鋪放工藝的結(jié)合。采用激光對鋼制部件進行預(yù)處理，可得到所需的粗糙紋理表面結(jié)構(gòu)。這種紋理結(jié)構(gòu)允許連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料直接與鋼制部件表面相連接，無須進行其他處理或使用粘接劑。
采用鋪放工藝可將能夠承受一定負荷的熱塑性復(fù)合材料加強件連接到鋼制表面上。采用激光對熱塑性帶材進行加熱，融化的基體樹脂即可流入激光刻蝕的紋理槽中，樹脂固化后即可將熱塑性帶材與鋼制表面連接為一體。
適合大批量生產(chǎn)的組合工藝
當需要提高部件的布局力學(xué)性能，同時又不希望增重，組合激光工藝的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了。由于無須進行后固化處理，該工藝特別適合批量生產(chǎn)。此外，精確的局部加熱，減少了連接兩種材料時發(fā)生的變形和殘余應(yīng)力。由弗勞恩霍夫ILT開發(fā)的這種激光紋理工藝，也能以一種可重復(fù)的方式，精確地應(yīng)用于金屬表面需要紋理的位置。
為了驗證這項工藝的適應(yīng)性，研發(fā)人員已經(jīng)完成了由高強鋼和單向纖維增強熱塑性帶材制成的首個示范部件——混合材料的輕質(zhì)門檻板。
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