总编视点:先进技术使碳纤维量产成为可能(上)

BY 老范

对于汽车制造商来说,他们做梦都希望碳纤维材料能够大批量生产,然而高昂的原材料价格以及冗长的生产周期使得这个梦一直处于幻想阶段。不过梦想或许即将成为现实,最近,多项研究技术成果表明,碳纤维在未来汽车工业领域或将发挥着举足轻重的作用。

其实大家对碳纤维材料并不陌生,它在赛车、高档跑车以及改装车上早就得以应用多年。但汽车制造商相信他们已经找到了批量生产碳纤维材料的方法,并且就在未来10年内付诸实现。

这次在碳纤维材料生产方面取得的进展并不是单一的某项突破,而是一系列的改进。这一重大进展着实让汽车制造商们倍感欣慰,因为他们为了完成燃油经济性23.2 km/l这个艰巨的任务煞费苦心。

目前,大部分碳纤维零部件采用热压罐成型技术制造,简单来说就是在一个硕大的炉子中对原材料进行加热加压。但热压罐成型的生产周期很长,例如一个引擎盖需要90分钟。对于像SRT Viper这样小批量生产的车型来说,或许这样的生产速度尚能满足,但对于那些每60秒就下线一台车的高速生产线来说就显得捉襟见肘了。

而在目前的碳纤维零部件的生产工艺流程中存在这一个瓶颈,那就是需要人工进行碳纤维材料的裁剪并摆放至模具中——这一道工序实在是太漫长了。下一步对这道工序的重大改进就是将采用机器人进行原材料的切割、摆放以及模具的装卸。

为SRT Viper生产碳纤维车身面板的供应商Plasan公司目前已开始采用一种新的电感应加热法,使用红外热源代替高温的热压罐。采用新的生产工艺后,生产周期被缩短至17分钟,足以使汽车制造商的年产量增加至3-5万台——的确是相当大的飞跃,但仍达不到大批量生产的级别。

另一家供应商Dow Automotive则在研发一种新型低粘稠度的合成树脂,能够在更低的温度更快速地流动,并像水一样被注入模具,快速渗透进每个角落。如果研发成功,碳纤维材料的生产周期将被缩短至5-7分钟,这已经基本可以满足大规模生产的需求了。目前该新型树脂被用于一道被称之为树脂转化成型,简称RTM的工序之中。在加工过程中,只需将一块碳纤维板置入模具中,接着在高压环境下注入被加热的树脂,即可得到一块完整的碳纤维部件。

或许在此前的SEMA改装展上你曾看到过澳大利亚改装厂Carbon Revolution推出的碳纤维轮毂,虽然这家公司官员拒绝透露该轮毂的制造工艺,但表示与树脂转化成型工艺相似。

先进技术使碳纤维量产成为可能(上)

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