郎搏万康红伟:汽车轻量化碳纤维复合材料的低成本批量化生产

   日期:2018-12-17     来源:第一电动网    评论:0       [ 进入汽车材料社区 ] [ 汽车材料馆 ]
2019(第二届)国际汽车轻量化材料连接技术研讨会
核心提示:我介绍的内容还是针对目前批量化生产,侧重于预浸料快速成型的方案,为什么预浸料值得我们去探讨?
  12月16日,第九届全球新能源汽车大会(GNEV9)在国家会议中心开幕。在下午的轻量化论坛上,郎搏万先进材料有限公司总经理康红伟发表了主题演讲——《汽车轻量化碳纤维复合材料的低成本批量化生产》。
  
  以下为郎搏万先进材料有限公司总经理康红伟演讲实录(略有删减):
  
  我介绍的内容还是针对目前批量化生产,侧重于预浸料快速成型的方案,为什么预浸料值得我们去探讨?
  
  预浸料是具备高强度承载力的结构件,因为我们在预浸料数据里面可以做很多材料,比如说橡胶,橡胶黏度很大,没有办法做液体成型的,但是预浸料不一样,预浸料不可以做成半固体,我可以做很稠实现很多功能化,包括做成胶膜,油漆都可以省掉。成型周期最快的是2分钟,常温下预浸料储存要有一个月的有效性,没有一个月的储存期我们不会推。还有一个可以实现A级表面,可以做异形件,无针孔无白点。
  
  设备投资成本相对低,这个是宝马的产业链,它从原丝、碳纤维、织物、预浸料、白车身这是它的产业链。刚刚陈总对碳纤维做了精采的报告,碳纤维低成本化有很多的统计,但是一定要从原材料上找原因,从原丝再到碳纤维。
  
  除了碳纤维复合材料其实还有一些金属材料也是轻量化的方向,后期不只是碳纤维,也不只是金属,它是一种共存的局面。这是我认为碳纤维不同的成型工艺,不同工艺制造带来的一些生产效率,这是要进行不断的探索。
  
  热压罐我们写的是3—6小时,其实我们只需要最多一个小时,我们有把握可以做到30分钟,问题是热压罐这么大,升温和降压这个速度慢,所以除非你能用液氮快速降温,可以做到1—2个小时开一罐完全没问题,升温是没问题的,目前升温的速度是没有问题的。但是同样升温降温是对这个热压罐的考验,预浸料OOA非热压罐的形式其实也是一样,我们目前针对非热压罐的工艺,大概半个小时就可以固化它。其他的液体成型的RTM,真空导入我们目前推的是三个小时固化可以直接脱模了也算是比较化。
  
  当然最快的还是HP-RTM和湿法模压,这两个工艺在早些年炒的比较火,外面流传的一点是上设备的都很多,最后都是设备商赚钱了。上了设备你才能做产品,不上设备永远不能把产业链往下延。
  
  最后我讲的还是预浸料和CF-SMC,目前我们主推5分钟,任何一种我敢保证的常温下25度一定是有30天的有效期,没有30天有效期不推到市面上,目前敢拍胸脯说这句话做到这一点没有几家,因为核心技术原材料是没有的,如果大家都是同质化都在做配方,你买得到的原材料别人都买得到就没有用了,我们是以做技术专业起家的公司,我们的核心能把上游的材料做改进合成,我们在这里做的最主要的事情就是把潜伏性做成微胶囊包覆这个必须自己合成。2分钟对于工艺来说有小气孔,我邀请过几个人到我们这边指导一些预浸料的工艺,因为我们对工艺上的研究不是很完善请教过他们,2分钟的不是说不能固化,能固化但是针孔太多,5分钟是非常合适的,而且保证常温储存一个月。
  
  我估计的并不一定准确,我说的不一定是真的,因为我不是做后面的东西,前面的我敢保证拍胸脯,后面的只是预估。只是目前针对宝马7系的它有好几个成型工艺,前期这些主要是释放模压,也有预浸料模压。这里我讲到的是高压氢气瓶,我们目前想做的是炭素预浸料缠绕,用100米的预浸料去粉芡,侧面担心有煅烧,这个担心并不一定正确但是有可能存在隐患,我们用一卷卷炭素去浸润树脂,我们主要的是做树脂,所以针对这个工艺我们是有很成熟的方案,我为什么放这个图是因为也没有放其他,我找到日本三菱他们都有研究这种方案,包括没有的TCR公司也是在研究热压氢气瓶炭素带缠绕方式。这个是快速固化预浸料,3—5分钟快速成型,可以达到9级表面,可预成型,3D复杂成型。有很多的车没有这么大的量,真正量产起来也不可能这么大,预浸料它的设备便宜,你发现很多小厂家都可以做的,这就是优势。
  
  PCM+SMC这种工艺,因为SMC树脂可以流动,可以流到纤维流不到的地方,所以它可以做异型件。这里面模压成型自动化高效循环,最快150度2分钟,树脂含量非常稳定,纤维含量好力学性能非常好,可以用在更高强度的结构件,可与碳纤维SMC漆膜、胶膜钢网等统一固化。
  
  自修复,这只是一个概念,但这是未来的技术。第一个方案微胶囊的自修复,只有从高分子的结构去解决,只有做树脂的才能肩负起这个责任,这是我们研究的方向。第二个像血管一样的,它里面有树脂中空纤维,里面充满了树脂,断裂的时候树脂加催化剂马上凝胶了,断裂释放出来的催化剂几秒就可以自修复了,这个是可以行得通的,后期如何研究工程化量产化进一步应用。第三,本体的自修复,日本研究到汽车表面油漆的自修复,比如说挂了油漆表面10秒钟修复没有任何问题,我也有资料有兴趣的可以之后探讨。
  
  还有一个未来的技术,纤维是压电瓶的甚至有光纤性它可以储电,车身带储电的功能像太阳能电路板一样。热塑也是一个方案,也算是一个低成本的方案是后期需要着重关注的。
  
  前面都讲降低成本,我也是认为降低成本是非常有必要的,但是通过什么样的途径?一个是纤维和树脂降成本,目前树脂很有把握把成本给拉下来。第二个我们认为通过合理设计模块化,合适的材料在合适的地方,优化符合材料的特性,改善特定材料的一个重要性上浆剂可以改善它更好。
  
  未来的发展绿色碳纤维,智能谈言微,施加电压纤维、光纤等等这些发展。未来潜在的技术发展,对于我们研究树脂的人这是需要我们去研究的。表面膜可以做一些油膜可以免喷涂。谢谢大家。
 
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