12月16日,第九屆全球新能源汽車大會(GNEV9)在國家會議中心開幕。在下午的輕量化論壇上,郎搏萬先進材料有限公司總經理康紅偉發表了主題演講——《汽車輕量化碳纖維復合材料的低成本批量化生產》。
以下為郎搏萬先進材料有限公司總經理康紅偉演講實錄(略有刪減):
我介紹的內容還是針對目前批量化生產,側重于預浸料快速成型的方案,為什么預浸料值得我們去探討?
預浸料是具備高強度承載力的結構件,因為我們在預浸料數據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,但是預浸料不一樣,預浸料不可以做成半固體,我可以做很稠實現很多功能化,包括做成膠膜,油漆都可以省掉。成型周期最快的是2分鐘,常溫下預浸料儲存要有一個月的有效性,沒有一個月的儲存期我們不會推。還有一個可以實現A級表面,可以做異形件,無針孔無白點。
設備投資成本相對低,這個是寶馬的產業鏈,它從原絲、碳纖維、織物、預浸料、白車身這是它的產業鏈。剛剛陳總對碳纖維做了精采的報告,碳纖維低成本化有很多的統計,但是一定要從原材料上找原因,從原絲再到碳纖維。
除了碳纖維復合材料其實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。這是我認為碳纖維不同的成型工藝,不同工藝制造帶來的一些生產效率,這是要進行不斷的探索。
熱壓罐我們寫的是3—6小時,其實我們只需要最多一個小時,我們有把握可以做到30分鐘,問題是熱壓罐這么大,升溫和降壓這個速度慢,所以除非你能用液氮快速降溫,可以做到1—2個小時開一罐完全沒問題,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這個熱壓罐的考驗,預浸料OOA非熱壓罐的形式其實也是一樣,我們目前針對非熱壓罐的工藝,大概半個小時就可以固化它。其他的液體成型的RTM,真空導入我們目前推的是三個小時固化可以直接脫模了也算是比較化。
當然最快的還是HP-RTM和濕法模壓,這兩個工藝在早些年炒的比較火,外面流傳的一點是上設備的都很多,最后都是設備商賺錢了。上了設備你才能做產品,不上設備永遠不能把產業鏈往下延。
最后我講的還是預浸料和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沒有幾家,因為核心技術原材料是沒有的,如果大家都是同質化都在做配方,你買得到的原材料別人都買得到就沒有用了,我們是以做技術專業起家的公司,我們的核心能把上游的材料做改進合成,我們在這里做的最主要的事情就是把潛伏性做成微膠囊包覆這個必須自己合成。2分鐘對于工藝來說有小氣孔,我邀請過幾個人到我們這邊指導一些預浸料的工藝,因為我們對工藝上的研究不是很完善請教過他們,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,而且保證常溫儲存一個月。
我估計的并不一定準確,我說的不一定是真的,因為我不是做后面的東西,前面的我敢保證拍胸脯,后面的只是預估。只是目前針對寶馬7系的它有好幾個成型工藝,前期這些主要是釋放模壓,也有預浸料模壓。這里我講到的是高壓氫氣瓶,我們目前想做的是炭素預浸料纏繞,用100米的預浸料去粉芡,側面擔心有煅燒,這個擔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,所以針對這個工藝我們是有很成熟的方案,我為什么放這個圖是因為也沒有放其他,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。這個是快速固化預浸料,3—5分鐘快速成型,可以達到9級表面,可預成型,3D復雜成型。有很多的車沒有這么大的量,真正量產起來也不可能這么大,預浸料它的設備便宜,你發現很多小廠家都可以做的,這就是優勢。
PCM+SMC這種工藝,因為SMC樹脂可以流動,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化高效循環,最快150度2分鐘,樹脂含量非常穩定,纖維含量好力學性能非常好,可以用在更高強度的結構件,可與碳纖維SMC漆膜、膠膜鋼網等統一固化。
自修復,這只是一個概念,但這是未來的技術。第一個方案微膠囊的自修復,只有從高分子的結構去解決,只有做樹脂的才能肩負起這個責任,這是我們研究的方向。第二個像血管一樣的,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了,這個是可以行得通的,后期如何研究工程化量產化進一步應用。第三,本體的自修復,日本研究到汽車表面油漆的自修復,比如說掛了油漆表面10秒鐘修復沒有任何問題,我也有資料有興趣的可以之后探討。
還有一個未來的技術,纖維是壓電瓶的甚至有光纖性它可以儲電,車身帶儲電的功能像太陽能電路板一樣。熱塑也是一個方案,也算是一個低成本的方案是后期需要著重關注的。
前面都講降低成本,我也是認為降低成本是非常有必要的,但是通過什么樣的途徑?一個是纖維和樹脂降成本,目前樹脂很有把握把成本給拉下來。第二個我們認為通過合理設計模塊化,合適的材料在合適的地方,優化符合材料的特性,改善特定材料的一個重要性上漿劑可以改善它更好。
未來的發展綠色碳纖維,智能談言微,施加電壓纖維、光纖等等這些發展。未來潛在的技術發展,對于我們研究樹脂的人這是需要我們去研究的。表面膜可以做一些油膜可以免噴涂。謝謝大家。
來源:第一電動網
作者:安小曼
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