用于大批量輕量化制造的復合技術

本文介紹兩種復合材料解決方案分別是預浸料技術和樹脂傳遞模塑技術。預浸料技術描述了一種新的壓縮成型工藝，可以大量生產，縮短生產周期并減少原材料的浪費。汽車的燃油經濟性和二氧化碳排放量持續下降。盡管汽車制造商在提高燃油效率和減少車輛溫室氣體排放方面取得了進展，但根據2025年車隊平均燃料經濟性規定要求車輛技術進行階段性改變。

通過使用輕質結構材料（例如碳纖維、增強環氧樹脂復合材料）減少質量創造了強有力的商業案例。車輛輕量化是一種十分重要的方法，因為可能會發生質量分解，因為主車輛重量的減輕可以減少二次質量。實施碳纖維復合材料所面臨的挑戰是使其在大批量生產中具有成本效益。因此，必須對材料進行改進，以便在使用現有處理設備的同時，可以對其進行機器人處理，以避免代價高昂的低效率問題。

圖1 福特Fusion白車身與B柱顯示圖

圖2 NCF和編織物復合材料(Braid)三點彎曲測試結果的比較

福特汽車公司，陶氏、DowAksa和CSP開發的預浸料系統基于環氧中間體，這是一種由陶氏開發的配方，并以織物形式注入連續碳纖維中。這種類型的復合材料能夠提供高剛度和強度，這對于諸如B柱的結構部件是必需的，如圖1所示。本報告總結了陶氏及其一級合作伙伴在開發和實施新型碳纖維復合材料解決方案方面的成果，該解決方案結合了最先進的樹脂技術和最新的纖維加工技術。通過實現碳纖維零件生產的經濟兼容的方式，預浸料技術和樹脂傳遞模塑技術的應用驗證了碳纖維在高容量車輛的輕量化設計中扮演了極為重要的角色。