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      材料成型工藝在汽車輕量化方面的應用與發展

      發表時間:2021-08-27 00:41
      相關數據顯示,整車質量每削減100公斤,百千米油耗可下降0.3升至0.6升。跟著國家燃油限值的慢慢趨緊,和電動汽車續航里程問題的凸顯,汽車輕量化已然成為眾多車企實現節能減排方針的“不貳選擇”,其中,新材料的操作則被認為是實現汽車“減重”的關頭。亨斯邁前進前輩材料事業部亞太區及印度市場總監彭泰瑞近日在領受蓋世汽車記者采訪時,除必然新材料在汽車輕量化過程中的首要浸染,也同時指出,今朝汽車輕量化所面臨的問題不只是昂揚的原材料成本,“對一貫以采納傳統材料為主的汽車制造商來講,換用其他輕量化材料意味著其需要進一步研究合理的設計,從而使汽車結構簡化,汽車配件數目削減,而且易于裝配,而傳統工藝沒法解決這些堅苦?!焙喍灾?,就是新材料當然首要,而相關工藝也要跟上。以碳纖維為例,一樣體積的碳纖維材料部件重量僅為傳統鋼制部件的20到30,而其硬度卻為鋼的10倍以上,輕量化下場十分較著??墒且獙崿F這一材料的普遍操作,除要考慮其昂揚的成本,也難以避開相關成型工藝的配合問題。樹脂傳遞模壓工藝(RTM)是碳纖維復合材料等復材加工成型工藝的一種,在此根底上成長的高壓樹脂傳遞模塑成型工藝(HP-RTM)則采納預成型件、鋼模、真空輔助排氣,高壓和高壓下完成高機能熱固性復合材料的浸漬和固化工藝,可實現低成本、短周期、高質量出產,一貫備受業界推崇。而此刻,動態流體模壓(DFCM)這一新工藝也最早在該規模嶄露頭角。蓋世汽車:在汽車復材出產中,高效靠得住的成型方案尤其首要。在此方面,亨斯邁有何奇奸細藝和競爭優勢?彭泰瑞:亨斯邁立異的樹脂傳導成型方案供給一個優化系統,合用于所謂的高壓RTM系統并縮短建造周期,此工藝不單提橫跨產效力,還可促進碳纖維增強復合材料汽車的量產操作。樹脂傳導成型方案20多年前被研發用于出產航空業碳纖維復合材料配件,當今借著這工藝的立異,使其能用于汽車量產規模中,即樹脂注入模腔,填充碳纖維并使其固化成形。高壓樹脂傳導成型方案能使樹脂快速浸漬纖維并加速其固化速度,從而縮短出產周期。亨斯邁前進前輩材料事業部日前還推出更高效的動態流體模壓成型工藝(DFCM),該工藝是先行在汽車部件纖維上涂布一層樹脂,從而使其進入纖維層內,此舉削減了纖維浸漬的時刻,并配合固化過程以達至效益。能直接借模具供給質量不變的產物,其采納了能快速固化環氧樹脂,其出產部件的特點,是具有高纖維含量和低空位率。這是一種經由優化的模壓工藝,有著簡單快速建造的過程,可在30秒內固化,其出產周期僅為1分鐘。我們的立異手藝“能以一分鐘的時刻制造出可與正壓釜工藝對比的環氧結構部件”也在JEC World 2016上斬獲立異除夜獎。蓋世汽車:亨斯邁的相關工藝履歷了從RTM到HP-RTM再到DFCM的成長。那么,具體到輕量化方面,對比RTM,HP-RTM和DFCM的優勢分袂是甚么?在催促汽車輕量化成長的過程中二者分袂闡揚著若何的浸染?彭泰瑞:在常規的RTM中,出產部件需15至85分鐘不等;而在絕除夜除夜都的氣象下,為了達到材料的默示,后固化措置也是需要的。但近期亨斯邁成長用于HP-RTM的材料,即愛牢達?LY3585/ 愛平穩?3475能把時刻縮起碼于5分以內,即省至85。在結構復合材料的出產工藝中,非論是RTM,或是 HP-RTM,都被認為是昂貴的工藝流程;鑒于此,亨斯邁提出刷新的DFCM工藝方案,除能下降成本外,也能在產物機能上有所提高,甚至在產物設計的自由度上及品質的晉升都高于今朝一般的WCM工藝。從出產周期上看,最快的HP-RTM材料能以3分鐘的時刻完成,而刷新的DFCM則縮至1 分鐘。整體上看,不管是HP-RTM或DFCM,因為其除夜除夜的加速了出產周期,故于輕量化成長的過程中,二者均很是首要。HP-RTM能出產較復雜的零部件,故能整合多個部件,提高設計上的自由度,削減模具的數目,從而下降復合材料出產成本;而DFCM因為在設備上的投入遠比HP-RTM來得低,同時產物的品質又能比美用高壓釜出產的復材,故能用于除夜部門零部件的量產中。蓋世汽車:您認為實施汽車輕量化的關頭是甚么?在進行輕量化的過程,我們應出格寄望哪些問題的閃現?彭泰瑞:輕量化是未來的關頭趨向,我們今朝的研發標的方針主若是在確保不變晉升機能的根底上,對各總成零部件進行節能化設計,延續優化車型譜。今朝汽車輕量化所面臨的問題不只是昂揚的原材料成本,也搜羅若何研發優化組合的結構設計。對一貫以采納傳統材料為主的汽車制造商來講,換用其他輕量化材料意味著其需要進一步研究合理的設計,從而使汽車結構簡化,汽車配件數目削減,而且易于裝配,而傳統工藝沒法解決這些堅苦。亨斯邁愛牢達?粘合劑手藝是針對該問題的一除夜解決方案,已普遍應用在航空行業,經由過程所有驗證,安然性高。制造成本方面,今朝亨斯邁的產物可實現復合材料汽車零件批量出產、日產量達1000個。爾后,跟著環氧樹脂及液態固化手藝不竭增強,批量出產數額將不竭加除夜,制造成本會進一步削減。蓋世汽車:以您的經驗來看,相關企業應若何催促中國輕量化產物及手藝的進一步成長?彭泰瑞:比來幾年來,中國在汽車輕量化手藝方面獲得了良多功能,一些政策也在促進汽車輕量化手藝的成長前進。但相對來講,中國起步較晚,所以從全數行業來看,其財富結構不夠清楚、響應的理論研究較為匱乏、政策的撐持也稍顯滯緩,在一些打破性的前瞻性手藝問題上還存在一些瓶頸,而這些恰是我們未來成長的標的方針。同時,國外的輕量化成長方針了了且正視,好比美國要在2020年要比2013年降重20,這就聲名已研究了實現的路徑,這些是值得中國企業借鑒的。不外,中國的企業潛力巨除夜,且立異性和研發燒忱,相信在不遠的未來,必定可以在輕量化手藝規模獲得凝望成就。蓋世汽車:今朝亨斯邁與汽車行業哪些用戶進行了、進行哪些方面的?有沒有具體案例可?彭泰瑞:如同以往的航空航天規模,亨斯邁前進前輩材料事業部一貫位于引進汽車結構復合材料的最前沿,好比從初期的F1方程式賽車,到今天輕量化的量產汽車,甚至安然機能延續被提高的寶馬i3和i8等,均援引了亨斯邁的樹脂手藝。就寶馬i3而言,它是全球首款周全采納碳纖維增強復合材料的量產汽車,其碳纖維部件的加工成形便采納了亨斯邁的環氧樹脂解決方案??梢?,快速固化的愛牢達?樹脂手藝及其“類航空材料”的機械機能將會成為純電動汽車量產不成或缺的助力前提。蓋世汽車:在亨斯邁的終端規模中,汽車行業今朝的占比氣象若何?估量未來五年這一比例將有若何的改變?啟事是甚么?彭泰瑞:與航空航天和體育文娛規模不合,在這個階段,我們沒法評估汽車規模的復合材料對全數前進前輩材料的發賣是不是有著很是首要的影響。因為我們意想到當然BMW或其他傳統的高機能小型轎車在操作結構性復合材料相對保密??墒?,跟著汽車行業的解決方案的快速成長,相信在不到十年的時刻內,這個行業在全數前進前輩材料規模將會變得很是首要。(文章來歷:蓋世汽車)


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