20秒内制造出复杂的碳纤维复合材料汽车结构件
来源:复合材料体验馆
Cannon Tipos公司和Coriolis 复合材料公司联合开发了一种制造工艺,可以从接近净形的干预制件中制造出复杂的碳纤维增强复合材料(CFRP)部件作为半成品。该工艺的关键组成部分是高压树脂传递模塑(HPRTM)工艺和Coriolis的自动纤维定位(AFP)。该合作产生的组件目前正在进行适合批量生产的测试。该工艺实现了20秒的生产循环节拍时间,并显示出符合要求的机械性能,但重量最多减轻了80%。
Coriolis复合材料公司开发了一种特殊的工艺,用于生产复合材料部件的干式功能化预制件,用于几个行业的结构局部加固,主要是航空航天和汽车行业。该公司生产的自动纤维放置(AFP)设备允许连续纤维或短纤维以不同的方向放置,甚至是复杂的几何表面,同时最大限度地减少材料浪费。
Cannon Tipos的技术和研发经理Andrea Castelnovo表示:"只有在过去的十年里,才出现了先进的、具有成本效益的预制件技术,以取代在HPRTM模具中对多个预制件进行手工和劳动密集型调整的做法。科里奥利斯的AFP工艺生产的近净形干式预制件,我们的镜面抛光模具,以及我们的高压混合和点胶机,共同帮助实现了复杂结构的白车身部件的概念,只用一个预制件就能快速、轻松地制造出高生产率和可持续的成本效率。"
干式AFP二维预制件由单向(UD)取向碳纤维的优化纤维薄片组成,每层纤维重量为280克/平方米,纤维体积分数为55%。一种特殊的粘结剂技术被用于注射快速固化的兼容环氧树脂系统。改进预制件的可塑性、纤维浸渍和可修剪性(使用三维水刀工艺),以实现接近净成形的几何形状,可将总体废品率降低达50%。
Cannon Tipos钢制模具的设计压力最高可达120巴。最小化的微孔确保了树脂与固化剂在恒定温度下的最佳反应,最大偏差为2℃。此外,在注射阶段有最小的背压,真空时间应最大化,以避免冲刷损失和气泡的产生。由于高度抛光的腔体与Coriolis的预制件技术相结合,部件的表面质量特别好。