12月16日,第九屆全球新能源汽車大會(huì)(GNEV9)在國家會(huì)議中心開幕。在下午的輕量化論壇上,郎搏萬先進(jìn)材料有限公司總經(jīng)理康紅偉發(fā)表了主題演講——《汽車輕量化碳纖維復(fù)合材料的低成本批量化生產(chǎn)》。
以下為郎搏萬先進(jìn)材料有限公司總經(jīng)理康紅偉演講實(shí)錄(略有刪減):
我介紹的內(nèi)容還是針對(duì)目前批量化生產(chǎn),側(cè)重于預(yù)浸料快速成型的方案,為什么預(yù)浸料值得我們?nèi)ヌ接懀?/p>
預(yù)浸料是具備高強(qiáng)度承載力的結(jié)構(gòu)件,因?yàn)槲覀冊(cè)陬A(yù)浸料數(shù)據(jù)里面可以做很多材料,比如說橡膠,橡膠黏度很大,沒有辦法做液體成型的,但是預(yù)浸料不一樣,預(yù)浸料不可以做成半固體,我可以做很稠實(shí)現(xiàn)很多功能化,包括做成膠膜,油漆都可以省掉。成型周期最快的是2分鐘,常溫下預(yù)浸料儲(chǔ)存要有一個(gè)月的有效性,沒有一個(gè)月的儲(chǔ)存期我們不會(huì)推。還有一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)A級(jí)表面,可以做異形件,無針孔無白點(diǎn)。
設(shè)備投資成本相對(duì)低,這個(gè)是寶馬的產(chǎn)業(yè)鏈,它從原絲、碳纖維、織物、預(yù)浸料、白車身這是它的產(chǎn)業(yè)鏈。剛剛陳總對(duì)碳纖維做了精采的報(bào)告,碳纖維低成本化有很多的統(tǒng)計(jì),但是一定要從原材料上找原因,從原絲再到碳纖維。
除了碳纖維復(fù)合材料其實(shí)還有一些金屬材料也是輕量化的方向,后期不只是碳纖維,也不只是金屬,它是一種共存的局面。這是我認(rèn)為碳纖維不同的成型工藝,不同工藝制造帶來的一些生產(chǎn)效率,這是要進(jìn)行不斷的探索。
熱壓罐我們寫的是3—6小時(shí),其實(shí)我們只需要最多一個(gè)小時(shí),我們有把握可以做到30分鐘,問題是熱壓罐這么大,升溫和降壓這個(gè)速度慢,所以除非你能用液氮快速降溫,可以做到1—2個(gè)小時(shí)開一罐完全沒問題,升溫是沒問題的,目前升溫的速度是沒有問題的。但是同樣升溫降溫是對(duì)這個(gè)熱壓罐的考驗(yàn),預(yù)浸料OOA非熱壓罐的形式其實(shí)也是一樣,我們目前針對(duì)非熱壓罐的工藝,大概半個(gè)小時(shí)就可以固化它。其他的液體成型的RTM,真空導(dǎo)入我們目前推的是三個(gè)小時(shí)固化可以直接脫模了也算是比較化。
當(dāng)然最快的還是HP-RTM和濕法模壓,這兩個(gè)工藝在早些年炒的比較火,外面流傳的一點(diǎn)是上設(shè)備的都很多,最后都是設(shè)備商賺錢了。上了設(shè)備你才能做產(chǎn)品,不上設(shè)備永遠(yuǎn)不能把產(chǎn)業(yè)鏈往下延。
最后我講的還是預(yù)浸料和CF-SMC,目前我們主推5分鐘,任何一種我敢保證的常溫下25度一定是有30天的有效期,沒有30天有效期不推到市面上,目前敢拍胸脯說這句話做到這一點(diǎn)沒有幾家,因?yàn)楹诵募夹g(shù)原材料是沒有的,如果大家都是同質(zhì)化都在做配方,你買得到的原材料別人都買得到就沒有用了,我們是以做技術(shù)專業(yè)起家的公司,我們的核心能把上游的材料做改進(jìn)合成,我們?cè)谶@里做的最主要的事情就是把潛伏性做成微膠囊包覆這個(gè)必須自己合成。2分鐘對(duì)于工藝來說有小氣孔,我邀請(qǐng)過幾個(gè)人到我們這邊指導(dǎo)一些預(yù)浸料的工藝,因?yàn)槲覀儗?duì)工藝上的研究不是很完善請(qǐng)教過他們,2分鐘的不是說不能固化,能固化但是針孔太多,5分鐘是非常合適的,而且保證常溫儲(chǔ)存一個(gè)月。
我估計(jì)的并不一定準(zhǔn)確,我說的不一定是真的,因?yàn)槲也皇亲龊竺娴臇|西,前面的我敢保證拍胸脯,后面的只是預(yù)估。只是目前針對(duì)寶馬7系的它有好幾個(gè)成型工藝,前期這些主要是釋放模壓,也有預(yù)浸料模壓。這里我講到的是高壓氫氣瓶,我們目前想做的是炭素預(yù)浸料纏繞,用100米的預(yù)浸料去粉芡,側(cè)面擔(dān)心有煅燒,這個(gè)擔(dān)心并不一定正確但是有可能存在隱患,我們用一卷卷炭素去浸潤樹脂,我們主要的是做樹脂,所以針對(duì)這個(gè)工藝我們是有很成熟的方案,我為什么放這個(gè)圖是因?yàn)橐矝]有放其他,我找到日本三菱他們都有研究這種方案,包括沒有的TCR公司也是在研究熱壓氫氣瓶炭素帶纏繞方式。這個(gè)是快速固化預(yù)浸料,3—5分鐘快速成型,可以達(dá)到9級(jí)表面,可預(yù)成型,3D復(fù)雜成型。有很多的車沒有這么大的量,真正量產(chǎn)起來也不可能這么大,預(yù)浸料它的設(shè)備便宜,你發(fā)現(xiàn)很多小廠家都可以做的,這就是優(yōu)勢(shì)。
PCM+SMC這種工藝,因?yàn)镾MC樹脂可以流動(dòng),可以流到纖維流不到的地方,所以它可以做異型件。這里面模壓成型自動(dòng)化高效循環(huán),最快150度2分鐘,樹脂含量非常穩(wěn)定,纖維含量好力學(xué)性能非常好,可以用在更高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件,可與碳纖維SMC漆膜、膠膜鋼網(wǎng)等統(tǒng)一固化。
自修復(fù),這只是一個(gè)概念,但這是未來的技術(shù)。第一個(gè)方案微膠囊的自修復(fù),只有從高分子的結(jié)構(gòu)去解決,只有做樹脂的才能肩負(fù)起這個(gè)責(zé)任,這是我們研究的方向。第二個(gè)像血管一樣的,它里面有樹脂中空纖維,里面充滿了樹脂,斷裂的時(shí)候樹脂加催化劑馬上凝膠了,斷裂釋放出來的催化劑幾秒就可以自修復(fù)了,這個(gè)是可以行得通的,后期如何研究工程化量產(chǎn)化進(jìn)一步應(yīng)用。第三,本體的自修復(fù),日本研究到汽車表面油漆的自修復(fù),比如說掛了油漆表面10秒鐘修復(fù)沒有任何問題,我也有資料有興趣的可以之后探討。
還有一個(gè)未來的技術(shù),纖維是壓電瓶的甚至有光纖性它可以儲(chǔ)電,車身帶儲(chǔ)電的功能像太陽能電路板一樣。熱塑也是一個(gè)方案,也算是一個(gè)低成本的方案是后期需要著重關(guān)注的。
前面都講降低成本,我也是認(rèn)為降低成本是非常有必要的,但是通過什么樣的途徑?一個(gè)是纖維和樹脂降成本,目前樹脂很有把握把成本給拉下來。第二個(gè)我們認(rèn)為通過合理設(shè)計(jì)模塊化,合適的材料在合適的地方,優(yōu)化符合材料的特性,改善特定材料的一個(gè)重要性上漿劑可以改善它更好。
未來的發(fā)展綠色碳纖維,智能談言微,施加電壓纖維、光纖等等這些發(fā)展。未來潛在的技術(shù)發(fā)展,對(duì)于我們研究樹脂的人這是需要我們?nèi)パ芯康?。表面膜可以做一些油膜可以免噴涂。謝謝大家。
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:安小曼
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