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。
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,有機板被設(shè)計為保證殼體整體剛度支撐作用,并通過拓撲受力分析將單向帶有針對性的鋪覆在齒輪箱殼體的傳力通道上以起到局部結(jié)構(gòu)增強作用。該部件首先將設(shè)計好的有機板與單向帶預(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樹脂包覆螺母與連續(xù)纖維增強片材并形成內(nèi)嵌金屬緊固件的最終產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
高性能、高強度的熱塑性預(yù)浸料,以及天然纖維增強熱塑性預(yù)浸料也將是未來的發(fā)展方向之一。目前,發(fā)達國家的連續(xù)纖維增強熱塑性復(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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