日產(chǎn)汽車2013年12月推出的“GT-R”2014年款式采用了通過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開發(fā),首先使用2~3分鐘即可硬化的環(huán)氧樹脂和碳纖維制造預(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,因為是在高溫高壓下沖壓,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,因為使用的是連續(xù)纖維,熱硬化性CFRP不易制作深沖壓形狀、凸起和補強肋。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化SMC.因為不是連續(xù)纖維,這種材料的機械特性不及使用連續(xù)纖維的預(yù)浸材,但纖維容易與樹脂一同流動,進入形成凸起和補強肋的部分。JapanComposite(總部:東京)研究本部先端材料組組長箱谷昌宏介紹說:“高度為20~30mm左右的凸起和補強肋可以常規(guī)制作。超過這個高度則需要商議”。
該公司的碳纖維強化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)。通過利用機器人等,使成型工序的前后操作自動化,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。
東麗正在大力縮短“i3”使用的RTM法的成型周期。東麗的RTM法的特點是從多個澆注口向模具內(nèi)注入環(huán)氧樹脂的多點注入。這項技術(shù)從2012年開始,得到了德國戴姆勒高檔車“SL級”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)擔當管吉永稔說:“硬化時間已經(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共同的開發(fā)目標。如果要問為什么,因為這是幫助熱硬化性CFRP走進普及車的必經(jīng)之路。