三菱化学PCM技术 令CFRP车顶减重60%
2018年10月30日 | 作者: 江苏省复合材料学会 | 阅读: 270270次
日本三菱化学控股株式会社(Mitsubishi Chemical Holdings Corp)正在积极推广预浸料模压成型(PCM)技术在大型车用碳纤维复合材料(CFRP)部件领域的应用,目前,该技术已成功用于生产奥迪RS5 Coupe跑车的车顶部件。
与不锈钢和铝合金车顶部件相比,RS5 Coupe跑车的CFRP车顶分别减重了60%和30%。重量的减轻似的车体重心明显降低,除了外观提升之外,其驾驶性能也显著提高。
PCM技术首先对碳纤维增强热固性环氧树脂基预浸料片材进行预成型处理,随后,预制件在模具中加热并模压成碳纤维复合材料部件。
通过改进材料组分和添加剂,三菱化学开发了一款吸水率低的快速固化环氧树脂。应用该树脂,预制件可在3-5分钟内成型,从而缩短了生产周期。同时,低吸水性特点也是的模压成型部件表面更加光滑,从而有助于改善其外观。
RS5 Coupe车顶部件由6-8片预浸片堆叠而成(每层厚约0.2mm)。为了提高该部件的强度,6层或7层单向预浸片按不同取向相互堆叠,受力更加均匀。部件最上层采用碳纤维织物预浸料,以展现碳纤维织物的优美纹理。
现将PCM技术所涉及的成型工艺介绍如下:
该技术包含预成型工艺和高压模压成型工艺两个环节。在预成型工艺中,多层预浸料受热软化,经简易模压制成预制件,预制件外形与最终部件基本一致。
随后,预制件被送入模具,经高压模压成型。模压过程中,模具温度 130-150°C,工作压力 3-10MPa,模压时长约3分钟。开模后取件,部件制作完成。
预制成型和高压模压两个工艺环节,成型周期均在5-10分钟。因此,整个成型周期时长10-20分钟。在原型件制作阶段,三菱化学仅采用塑料模具而非金属模具来对多层预浸料结构进行模压成型,已减少现金投入。