目前,針對CFRT復(fù)合材料的成型工藝的研究主要集中在材料的自動化堆疊與高效裁切,以及多工藝多材料復(fù)合技術(shù)的開發(fā),以實現(xiàn)降低材料損耗率、提高生產(chǎn)節(jié)拍和多部件集成化生產(chǎn)的目標(biāo)。
ARRK公司在2016年開展了一項針對齒輪箱殼體的復(fù)合材料化技術(shù)研究,該項目采用碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制備殼體,相比于傳統(tǒng)鋁合金齒輪箱殼體實現(xiàn)降重30%。在鋪層設(shè)計環(huán)節(jié)中,有機(jī)板被設(shè)計為保證殼體整體剛度支撐作用,并通過拓?fù)涫芰Ψ治鰧蜗驇в嗅槍π缘匿伕苍邶X輪箱殼體的傳力通道上以起到局部結(jié)構(gòu)增強(qiáng)作用。該部件首先將設(shè)計好的有機(jī)板與單向帶預(yù)熱并模壓定型并通過水切裁切至半成品,而后將半成品再次預(yù)熱置于注塑模具,并于注塑模具中安置殼體周圈連接螺母,最后注塑玻璃纖維增強(qiáng)樹脂包覆螺母與連續(xù)纖維增強(qiáng)片材并形成內(nèi)嵌金屬緊固件的最終產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
高性能、高強(qiáng)度的熱塑性預(yù)浸料,以及天然纖維增強(qiáng)熱塑性預(yù)浸料也將是未來的發(fā)展方向之一。目前,發(fā)達(dá)國家的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)已日趨完善,在連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的應(yīng)用方面,主要還是側(cè)重于開發(fā)適用于汽車行業(yè)的大批量自動化、低材料損耗的生產(chǎn)工藝,如自動鋪放技術(shù)的研發(fā),以及進(jìn)行多工藝多材料的復(fù)合生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā),以滿足未來汽車行業(yè)多材料輕量化與集成化設(shè)計的發(fā)展趨勢。
利用高性能、低密度的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料已經(jīng)是未來汽車輕量化發(fā)展中的重要解決方案之一,但是從復(fù)合材料到制品批量化應(yīng)用的全系統(tǒng)生態(tài)鏈包含了諸多環(huán)節(jié)的創(chuàng)新與發(fā)展。
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