如果汽車在高速衝擊碰撞過程的衝擊能量能被其他載體有效吸收掉,將可大幅度減少碰撞的衝擊力度,減少汽車和人員的損傷。汽車吸能盒是汽車保險杠系統中重要的吸能裝置,它安裝在橫樑與車架縱梁之間。在汽車發生碰撞事故時,吸能盒可以潰縮變形吸收衝擊能量,起到減震緩衝作用,從而保護車內乘客的人身安全、保護車身上的系統零件、降低車主的維修成本,因此吸能盒是汽車車身上極其重要的裝置。
針對當前吸能盒市場痛點問題,廣西大學材料科學與工程專業223班溫帥帥同學組建團隊進行實驗,項目團隊于2023年5月在國內首次實現工業化大尺寸大批量生産金屬基複合泡沫,並成功制得吸能盒産品,並於2024年1月首創一體化壓鑄成型技術,開發出新型汽車吸能盒産品。團隊依託廣西大學特色金屬材料與組合結構全壽命安全省部共建國家重點實驗室、有色金屬及材料加工新技術教育部重點實驗室、廣西有色金屬及特色材料加工重點實驗室的技術優勢,大膽創新,團隊開發出了具有超高吸能能力的吸能盒産品,單盒的吸能能力最高可達18萬焦耳,是普通吸能盒産品的15倍以上。所開發的吸能盒使用的核心材料是自行研發的具有超高吸能能力的金屬基複合泡沫材料。大幅度提升了吸能盒的吸能能力,可有效降低汽車高速碰撞時的衝擊能量,對減少汽車碰撞事故損失具有重大意義。
“綠希翼能”團隊成員探討實驗結果。
與傳統泡沫金屬不同,團隊的金屬基複合泡沫材料是採用金屬與高硬陶瓷空心微珠通過先進工藝技術複合而形成的多孔金屬泡沫材料,包括鋁基複合泡沫、鎂基複合泡沫、鋅基複合泡沫和銅基複合泡沫等。由於陶瓷殼的硬脆作用,除了對金屬基體起到較好的增強作用外,也具有很好的脆裂吸收能量作用,大幅度提高了材料的吸能減震緩衝能力。為了滿足工業化大規模生産要求,團隊依託三大核心技術完成工藝流程,包括百道循流滲透鑄造技術、一體化壓鑄成型技術及協同吸能技術,與其他工藝相比,製造的金屬複合泡沫材料的性能更加穩定可靠,工藝設備更加簡單,液態金屬可以迴圈使用,大大降低了金屬損失,減少了成本,製造週期大大縮短。
團隊申請並獲受理項目核心專利3項,團隊申請專利8項;學生團隊已發表相關論文9篇,指導老師課題組已發表相關SCI論文30余篇;此外,在項目取得一定成果後,團隊積極與社會資源互動,前往廣西柳州市東風柳州汽車公司、廣西玉柴鑄造有限公司等企業進行深度調研學習,配合企業研發優化吸能盒設計,成功將重力滲透製備方法首次應用於泡沫金屬製備中,並用多管道同時澆築技術解決了傳統製備泡沫金屬效率低、能耗大、成本高等痛點問題。
“綠希翼能”團隊前往東風柳汽集團調研。
在項目推進的過程中,團隊合作完成了對於核心技術的研發,具有自主智慧財産權。團隊創新能力得到極大提高,並在各自細分的研究領域能夠主持或參與大學生創新創業訓練;此外,在與企業定期的培訓中,深入了解了生産和服務的技術要求和流程,對於企業管理和運營有了更加深刻的認識,不僅理論學習與生産實踐技能得到極大的提高,解決問題的能力和思維也得以進一步提升,為我國汽車行業的安全保駕護航。(圖/楊筱)