CIML
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CIML(Carbon-Fiber Products Intelligent Moulding Line) 碳纤产品智能成型线,是伯乐塑机为汽车轻量化量身打造的技术解决方案。

CIML是长碳纤维增强热塑性复合材料在线直接生产制品的一种工艺技术,属于LFT-D技术范畴,它区别于长纤维粒料注塑工艺的关键因素是造粒步骤被省去了,在材料的选择上也更加灵活。在CIML技术中,不仅纤维的含量更多和长度更长,而且连其基体聚合物也可以直接调整到最终部件的要求。通过添加剂的用量多少可以改变和影响制品的机械性能和特殊应用材料的特性,如热稳定性、着色性、紫外稳定性以及纤维与基体的粘结特性等,这也意味着每一种特殊应用都可以通过CIML获得其独特的材料配方。

CIML典型的工艺过程是聚合物基体颗粒和添加剂被输送到计量喂料单元中,该单元根据制品的机械性能要求确保适度的混合。经混合后的原料进入配混单元塑化,连续碳纤维粗纱在配混单元后端加入,由螺杆切割粗纱,并把它们柔和地混合到塑化的聚合物当中,然后直接送入注塑机模具中成型。

CIML工艺主要有以下优点和特点:

优点:

• 成本低。由于是直接一步法生产,因此由CIML生产的大型结构部件比两步法生产的注塑部件的成本低20%~50%;

• 制品的综合性能优异。CIML成型制品比长纤粒料注塑成型的纤维长很多,因此其抗冲击性能明显比长纤粒料注塑成型高得多,因为CIML低的剪切力改善了纤维被剪断的可能性。另外,大量的研究表明,CIML注塑的生产效率比采用粒料注塑成型的生产效率高,对于成型周期超过1min的部件,用CIML设备在30s内就能完成。

特点:

• 减少了半成品的制造成本及物流成本

• 显著降低能耗

• 可在线回收废料

• 聚合物只有一次加热过程

• 快速调整材料及配方

• 保留纤维长度更长

• 优越的流动性能、均匀的纤维分布

 

CIML技术的发展趋势

复合材料技术涉及材料、设计和工艺3个方面,这3个方面相互影响,缺一不可。碳纤维复合材料经过40多年的研究、应用和发展,已经取得了长足的进步,但是在汽车领域的应用还远远滞后于航空航天和其他工业领域。

在复合材料成型工艺方面,现有的工艺原则上均可用于汽车工业,但是除考虑制件的力学性能外,工艺的成型效率和制造成本同样影响着复合材料在汽车上的应用。汽车生产具有量大、面广的特点,碳纤维复合材料用于生产汽车零部件宜采用低成本的快速成型方法。

除了成本因素外,复合材料的回收利用是制约碳纤维复合材料在汽车上大规模应用的一个很大瓶颈,与金属材料不同,报废后的复合材料制件无论是采用粉碎、焚烧还是掩埋处理都会对环境产生影响。只有解决了回收利用问题,才能为复合材料在汽车领域的大规模应用扫清障碍。

CIML技术为碳纤维材料在汽车的应用提供了一种解决方案,该技术结合碳纤维材料配混和注塑成型加工为一体,采用热塑性塑料为基体,生产废料可在线回收利用,效率高,成本低,环境友好,实现碳纤维汽车零部件大批量生产。

世界上LFT材料的市场需求量保持快速增长,从欧洲近年来的发展情况分析,LFT-D的发展情况和发展潜力远远大于长纤维粒料注塑工艺,是未来汽车轻量化发展趋势的主力军,这将为推动CIML工艺及设备的发展提供强大的推动力。

相对而言,我国在LFT材料方面的开发较晚,产量也很低。国内LFT-D从目前来看,LFT-D产品在国内尚未普及,CIML技术的发展更晚,现在还处于起始阶段。随着近年来汽车工业的飞速发展及LFT材料在汽车中应用越来越广泛,业内对LFT-D认知度的不断提高,以及汽车行业节能减排要求的日益严苛,将为LFT材料成型技术及设备的发展提供巨大的市场空间,开发新的LFT材料成型工艺及设备将会受到更多的关注,可以预见CIML发展将会更迅速,尤其在乘用车轻量化过程中替代金属结构件、半结构件中将发挥重要的作用。

 

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