据外媒报道,日本东丽公司(Toray Industries)开发了一种快速集成成型技术,可用于生产碳纤维增强塑料(CFRP)部件。这种材料将轻质多孔碳纤维增强泡沫(CFRP)芯材夹在热固性预浸料表皮中间,可提供出色的机械性能。
(图片来源:东丽公司)
据称这项工艺创新可加快CFRP部件(例如车顶)的成型速度,使其比传统高压釜成型装置快10倍。此类产品的重量可能仅为钢铁产品的一半。
CFRP产品通常将聚氨酯泡沫芯材夹在热固性预浸料皮中间。这些轻型刚性结构的常见应用是,用于飞机、汽车、船舶和基础设施的大型面板。一些制造商致力于缩短制造时间,以便使芯材和表皮定型后完美结合在一起。
东丽的新型快速集成成型技术,使一次性冲压制造大型面板成为可能。因为这种方法可同时成型、热固和模制,并在同一模具中使CFRF芯材和热固性预浸料表皮结合在一起。 最终,使CFRF膨胀与预浸料的固化时间同步,可加快生产速度,比传统工艺要快得多。预浸热固性树脂渗透到多孔CFRF中,无需使用粘合剂即可将表皮和芯材粘合在一起,从而实现高可靠性的粘接结构。东丽的技术为快速生产大型CFRP部件铺平了道路。
据该公司介绍,与传统芯材相比,CFRF具有更好的强度、弹性模量和抗冲击性。其比重范围为0.2-0.4,可以提高性能,减轻夹层结构的重量。
为了展示这一概念,东丽利用压力机,在短短五分钟内制造出大型汽车顶板(1.2米长x 1.2米宽x 2.3毫米厚),比传统方法快10倍。该公司从刚度测试、隔音性能和其他实际方面,对汽车生产进行评估。在重要的落重冲击试验中,东丽证实皮芯界面没有分层,冲击吸收性极佳。
东丽公司表示将继续进行研发,以加速这项技术在电动汽车零部件上的应用。汽车电气化将是未来汽车技术发展的趋势之一,因此,减轻部件重量,以延长使用重型电池的车型的续航里程,变得越来越重要。