新材料与工艺手册

碳纤维SMC后背门

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发表于 2017-5-22 09:43:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
轻量化方案筛选
汽车类别: 乘用车 新能源汽车 
所属系统: 车身 
方案分类: 轻量化材料 
轻量化效果: 20-30% %
成本变化: 50%以上 
使用材料: 碳纤维及其复合材料 
制造工艺: 模压 
已应用企业: 日系品牌 

      三菱丽阳(Mitsubishi Rayon,MRC)于近日公布,新款丰田普锐斯插电式混动车采用其碳纤维片状成型料(carbon fiber sheet molding compound),用于制作后舱车门的门框。片状成型料(SMC)是一种热固性短切纤维复合材料(thermoset chopped fiber composite)。目前,玻璃纤维强化塑胶片状成型料(glass fiber reinforced SMC)已被广泛用于汽车行业中。

      由MRC研发的SMC是一种碳纤维增强塑料(CFRPs)的中间产物,也是一种碳纤维片状原材料,通常被切成数厘米长条状。可采用模压成形法(press molding)在短短的2-5分钟内将SMC制成部件。与预浸中间材料(将未切割的碳纤维布与树脂预浸)相较,该SMC的成型性高,可用于模制外形复杂的零部件。

      该SMC的力学性能分布较为均匀,工程师们可借助当前的零部件设计技巧来运用这类碳纤维材料,用于制作分量更轻、强度更高的部件。

MRC已将该SMC用于丰田普锐斯插电式混动的制造中,其产品拥有以下优点:大幅减轻了车身重量、部件性能卓越、成型性出色,能够生产外形复杂的部件,其生产效率足以为量产车型制造部件。

      勒克斯研究公司(Lux Research)称在声明中发现以下三点:

   用例情况(Use case matters)。相对于铝制或玻璃纤维片状成型料而言,碳纤维SMC的价格要昂贵得多。若纯粹从燃油料率及成本角度考量,插电式混动车型采用该材料则受益良多。

   SMC的设计要比连续纤维复合材料(continuous fiber composites)更为简单,其性质均匀,这一点是与连续纤维复合材料不同之处。对工程师们而言,SMC更像金属,也更易于应用。

   成型速度快并非采用该款SMC的原因,因为该产品的成型时间需要2-5分钟。大多数汽车制造商均表示,若作为主流产品应用时,其成型周期需要缩短至1分钟。显然,尽管其成型时间较长,但对丰田来说也是可接受的。

   MRC表示,公司正在积极、广泛地推广材由纤维材料制作的汽车部件。日本三菱化学控股集团(Mitsubishi Chemical Holdings Group)发布了《APTSIS 20中期管理计划》,其旨在使2020年碳纤维及复合材料的销售额达到1000亿日元(约合9亿美元)。

   今年初,MRC并购了西格里碳素集团(SGL Carbon Fibers LLC)旗下位于怀俄明州埃文斯顿(Evanston, Wyoming)的一家美国碳纤维工厂,扩大其在北美市场的碳纤维业务。MRC还并购了位于西雅图的Gemini复合材料公司(Gemini Composites LLC),该公司是一家集设计、工程及样机制作于一身的公司,采用锻造复合技术(forged composite technology)致力于产品研发工作。




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发表于 2017-12-24 10:49:29 | 显示全部楼层
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