日產(chǎn)汽車2013年12月推出的“GT-R”2014年款式采用了通過(guò)PCM(PrepregCompressionMolding)法成型的熱硬化性CFRP.與使用鋁合金相比,重量減輕了約40%.
這種成型方法由三菱麗陽(yáng)開(kāi)發(fā),首先使用2~3分鐘即可硬化的環(huán)氧樹(shù)脂和碳纖維制造預(yù)浸材,然后再放入模具加熱,在3~10MPa的高壓下沖壓成型。成型周期僅為約10分鐘,在熱硬化性CFRP中生產(chǎn)效率上佳。而且,因?yàn)槭窃诟邷馗邏合聸_壓,表面的平滑性好,涂裝品質(zhì)可滿足作為外板使用的要求。
另一方面,因?yàn)槭褂玫氖沁B續(xù)纖維,熱硬化性CFRP不易制作深沖壓形狀、凸起和補(bǔ)強(qiáng)肋。制作這樣的形狀和構(gòu)造適合采用同為片材、由切割成2~3cm左右的碳纖維分散制成的碳纖維強(qiáng)化SMC.因?yàn)椴皇沁B續(xù)纖維,這種材料的機(jī)械特性不及使用連續(xù)纖維的預(yù)浸材,但纖維容易與樹(shù)脂一同流動(dòng),進(jìn)入形成凸起和補(bǔ)強(qiáng)肋的部分。JapanComposite(總部:東京)研究本部先端材料組組長(zhǎng)箱谷昌宏介紹說(shuō):“高度為20~30mm左右的凸起和補(bǔ)強(qiáng)肋可以常規(guī)制作。超過(guò)這個(gè)高度則需要商議”。
該公司的碳纖維強(qiáng)化SMC得到了即將于近期上市的汽車的采用,已于2014年8月投入量產(chǎn)。通過(guò)利用機(jī)器人等,使成型工序的前后操作自動(dòng)化,這種材料的成型周期可縮短至2~3分鐘。其良好的生產(chǎn)效率受到了好評(píng)。
東麗正在大力縮短“i3”使用的RTM法的成型周期。東麗的RTM法的特點(diǎn)是從多個(gè)澆注口向模具內(nèi)注入環(huán)氧樹(shù)脂的多點(diǎn)注入。這項(xiàng)技術(shù)從2012年開(kāi)始,得到了德國(guó)戴姆勒高檔車“SL級(jí)”的后備箱蓋的采用。東麗董事、生產(chǎn)本部(復(fù)合材料技術(shù)與生產(chǎn)、ACM技術(shù)部)擔(dān)當(dāng)管吉永稔說(shuō):“硬化時(shí)間已經(jīng)縮短到了5分鐘。今后還希望縮短到3分鐘”。
現(xiàn)在,縮短成型周期已經(jīng)成為了熱硬化性CFRP共同的開(kāi)發(fā)目標(biāo)。如果要問(wèn)為什么,因?yàn)檫@是幫助熱硬化性CFRP走進(jìn)普及車的必經(jīng)之路。