東麗確立了使用碳纖維強(qiáng)化塑料(CFRP)、在10分鐘內(nèi)成形汽車底盤(前地板)的技術(shù),并公開(kāi)了前地板試制品。該技術(shù)不僅可以用于汽車底盤,還可應(yīng)用于全部構(gòu)件。今后還將改進(jìn)材料和成形法,力爭(zhēng)將生產(chǎn)周期縮短至5分鐘以內(nèi)。
該技術(shù)是在新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)的委托項(xiàng)目“省能技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目——‘汽車輕量化碳纖維強(qiáng)化復(fù)合材料的研發(fā)’”的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,由東麗與日產(chǎn)汽車合作開(kāi)發(fā)出來(lái)的。2005年中期評(píng)估時(shí),成功地實(shí)現(xiàn)了車門內(nèi)板的成形。前地板的形狀要比車門內(nèi)板復(fù)雜的多。實(shí)現(xiàn)了前地板的成形,“就使(該技術(shù))應(yīng)用于全部構(gòu)件有了眉目”(東麗復(fù)合材料開(kāi)發(fā)中心所長(zhǎng)關(guān)戶俊英)。
東麗將新技術(shù)稱為“高周期一體成形技術(shù)”。該技術(shù),對(duì)ResinTransferMolding(RTM)法進(jìn)行了大幅改進(jìn)。將碳纖維紡織品(截面)裁切為微細(xì)部材,在粘合的基礎(chǔ)上利用沖壓機(jī)使其成形,制造“預(yù)制品”。將該預(yù)制品設(shè)置于模型內(nèi),合上模型并注入環(huán)氧樹(shù)脂。將環(huán)氧樹(shù)脂浸漬于碳纖維截面內(nèi)制成了復(fù)合材料。
從設(shè)置預(yù)制品到取出成形品的成形周期,RTM法所需時(shí)間長(zhǎng)達(dá)160分鐘,無(wú)法達(dá)到汽車部件的量產(chǎn)要求。而高周期一體成形技術(shù)在基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)的基礎(chǔ)上,改進(jìn)了樹(shù)脂特性和注入方法,將生產(chǎn)周期縮短至10分鐘以內(nèi)。
生產(chǎn)周期的縮短,在試制車門內(nèi)板階段基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn),此次試制前地板之際,又挑戰(zhàn)了新技術(shù)。即采用預(yù)制品包裹發(fā)泡材料(泡沫材料),通過(guò)浸漬環(huán)氧樹(shù)脂實(shí)現(xiàn)了“三明治結(jié)構(gòu)”。這樣一來(lái),便能夠在減小碳纖維使用量的同時(shí)增大構(gòu)件(增大截面積),從而使截面慣性矩和截面極慣性矩得以提高,制造出了耐彎曲和耐扭曲的部件。前地板試制品中,被稱為側(cè)梁的部分采用了三明治結(jié)構(gòu)。泡沫材料的厚度為3~4cm左右,周圍覆蓋了CFRP。
通過(guò)此次的試制,確認(rèn)所有構(gòu)件均可采用高周期一體成形,不過(guò)東麗認(rèn)為,由于汽車廠商尚未有CFRP構(gòu)件的使用經(jīng)驗(yàn),因此早期實(shí)用化還比較困難。該公司將力爭(zhēng)于2010年前后,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)罩及車頂面板部材的實(shí)用化。
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