材料成型工艺在汽车轻量化方面的应用与发展

相关数据显示，整车质量每削减100公斤，百千米油耗可下降0.3升至0.6升。跟着国家燃油限值的慢慢趋紧，和电动汽车续航里程问题的凸显，汽车轻量化已然成为众多车企实现节能减排方针的“不贰选择”，其中，新材料的操作则被认为是实现汽车“减重”的关头。亨斯迈前进前辈材料事业部亚太区及印度市场总监彭泰瑞近日在领受盖世汽车记者采访时，除必然新材料在汽车轻量化过程中的首要浸染，也同时指出，今朝汽车轻量化所面临的问题不只是昂扬的原材料成本，“对一贯以采纳传统材料为主的汽车制造商来讲，换用其他轻量化材料意味着其需要进一步研究合理的设计，从而使汽车结构简化，汽车配件数目削减，而且易于装配，而传统工艺没法解决这些坚苦。”简而言之，就是新材料当然首要，而相关工艺也要跟上。以碳纤维为例，一样体积的碳纤维材料部件重量仅为传统钢制部件的20到30，而其硬度却为钢的10倍以上，轻量化下场十分较着。可是要实现这一材料的普遍操作，除要考虑其昂扬的成本，也难以避开相关成型工艺的配合问题。树脂传递模压工艺（RTM）是碳纤维复合材料等复材加工成型工艺的一种，在此根底上成长的高压树脂传递模塑成型工艺（HP-RTM）则采纳预成型件、钢模、真空辅助排气，高压和高压下完成高机能热固性复合材料的浸渍和固化工艺，可实现低成本、短周期、高质量出产，一贯备受业界推崇。而此刻，动态流体模压（DFCM）这一新工艺也早在该规模崭露头角。盖世汽车：在汽车复材出产中，高效靠得住的成型方案尤其首要。在此方面，亨斯迈有何奇奸细艺和竞争优势？彭泰瑞：亨斯迈立异的树脂传导成型方案供给一个优化系统，合用于所谓的高压RTM系统并缩短建造周期，此工艺不单提横跨产效力，还可促进碳纤维增强复合材料汽车的量产操作。树脂传导成型方案20多年前被研发用于出产航空业碳纤维复合材料配件，当今借着这工艺的立异，使其能用于汽车量产规模中，即树脂注入模腔，填充碳纤维并使其固化成形。高压树脂传导成型方案能使树脂快速浸渍纤维并加速其固化速度，从而缩短出产周期。亨斯迈前进前辈材料事业部日前还推出更高效的动态流体模压成型工艺（DFCM），该工艺是先行在汽车部件纤维上涂布一层树脂，从而使其进入纤维层内，此举削减了纤维浸渍的时刻，并配合固化过程以达至效益。能直接借模具供给质量不变的产物，其采纳了能快速固化环氧树脂，其出产部件的特点，是具有高纤维含量和低空位率。这是一种经由优化的模压工艺，有着简单快速建造的过程，可在30秒内固化，其出产周期仅为1分钟。我们的立异手艺“能以一分钟的时刻制造出可与正压釜工艺对比的环氧结构部件”也在JEC World 2016上斩获立异除夜奖。盖世汽车：亨斯迈的相关工艺履历了从RTM到HP-RTM再到DFCM的成长。那么，具体到轻量化方面，对比RTM，HP-RTM和DFCM的优势分袂是甚么？在催促汽车轻量化成长的过程中二者分袂阐扬着若何的浸染？彭泰瑞：在常规的RTM中，出产部件需15至85分钟不等；而在绝除夜除夜都的气象下，为了达到材料的默示，后固化措置也是需要的。但近期亨斯迈成长用于HP-RTM的材料，即爱牢达?LY3585/ 爱平稳?3475能把时刻缩起码于5分以内，即省至85。在结构复合材料的出产工艺中，非论是RTM，或是 HP-RTM，都被认为是昂贵的工艺流程；鉴于此，亨斯迈提出刷新的DFCM工艺方案，除能下降成本外，也能在产物机能上有所提高，甚至在产物设计的自由度上及品质的晋升都高于今朝一般的WCM工艺。从出产周期上看，快的HP-RTM材料能以3分钟的时刻完成，而刷新的DFCM则缩至1 分钟。整体上看，不管是HP-RTM或DFCM，因为其除夜除夜的加速了出产周期，故于轻量化成长的过程中，二者均很是首要。HP-RTM能出产较复杂的零部件，故能整合多个部件，提高设计上的自由度，削减模具的数目，从而下降复合材料出产成本；而DFCM因为在设备上的投入远比HP-RTM来得低，同时产物的品质又能比美用高压釜出产的复材，故能用于除夜部门零部件的量产中。盖世汽车：您认为实施汽车轻量化的关头是甚么？在进行轻量化的过程，我们应出格寄望哪些问题的闪现？彭泰瑞：轻量化是未来的关头趋向，我们今朝的研发标的方针主若是在确保不变晋升机能的根底上，对各总成零部件进行节能化设计，延续优化车型谱。今朝汽车轻量化所面临的问题不只是昂扬的原材料成本，也搜罗若何研发优化组合的结构设计。对一贯以采纳传统材料为主的汽车制造商来讲，换用其他轻量化材料意味着其需要进一步研究合理的设计，从而使汽车结构简化，汽车配件数目削减，而且易于装配，而传统工艺没法解决这些坚苦。亨斯迈爱牢达?粘合剂手艺是针对该问题的一除夜解决方案，已普遍应用在航空行业，经由过程所有验证，安然性高。制造成本方面，今朝亨斯迈的产物可实现复合材料汽车零件批量出产、日产量达1000个。尔后，跟着环氧树脂及液态固化手艺不竭增强，批量出产数额将不竭加除夜，制造成本会进一步削减。盖世汽车：以您的经验来看，相关企业应若何催促中国轻量化产物及手艺的进一步成长？彭泰瑞：比来几年来，中国在汽车轻量化手艺方面获得了良多功能，一些政策也在促进汽车轻量化手艺的成长前进。但相对来讲，中国起步较晚，所以从全数行业来看，其财富结构不够清楚、响应的理论研究较为匮乏、政策的撑持也稍显滞缓，在一些打破性的前瞻性手艺问题上还存在一些瓶颈，而这些恰是我们未来成长的标的方针。同时，国外的轻量化成长方针了了且正视，好比美国要在2020年要比2013年降重20，这就声名已研究了实现的路径，这些是值得中国企业借鉴的。不外，中国的企业潜力巨除夜，且立异性和研发烧忱，相信在不远的未来，必定可以在轻量化手艺规模获得凝望成就。盖世汽车：今朝亨斯迈与汽车行业哪些用户进行了、进行哪些方面的？有没有具体案例可？彭泰瑞：如同以往的航空航天规模，亨斯迈前进前辈材料事业部一贯位于引进汽车结构复合材料的前沿，好比从初期的F1方程式赛车，到今天轻量化的量产汽车，甚至安然机能延续被提高的宝马i3和i8等，均援引了亨斯迈的树脂手艺。就宝马i3而言，它是全球首款周全采纳碳纤维增强复合材料的量产汽车，其碳纤维部件的加工成形便采纳了亨斯迈的环氧树脂解决方案。可见，快速固化的爱牢达?树脂手艺及其“类航空材料”的机械机能将会成为纯电动汽车量产不成或缺的助力前提。盖世汽车：在亨斯迈的终端规模中，汽车行业今朝的占比气象若何？估量未来五年这一比例将有若何的改变？启事是甚么？彭泰瑞：与航空航天和体育文娱规模不合，在这个阶段，我们没法评估汽车规模的复合材料对全数前进前辈材料的发卖是不是有着很是首要的影响。因为我们意想到当然BMW或其他传统的高机能小型轿车在操作结构性复合材料相对保密。可是，跟着汽车行业的解决方案的快速成长，相信在不到十年的时刻内，这个行业在全数前进前辈材料规模将会变得很是首要。（文章来历：盖世汽车）