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碳纤维成型工艺的革命性突破
浏览次数:66 时间:2017-03-25

——祝贺伯乐塑机CIML设备荣获“荣格工业传媒”的年度创新大奖

        伯乐塑机于2016年3月,研发成功碳纤维复合材料注塑成型装备——CIML系列,是全球第一台采用“一步法”在线配混工艺,进行碳纤维复合材料注塑成型的高端装备,是伯乐塑机整合全球顶尖人才资源取得的重大成果,是我国在纤维增强复合材料的成型工艺领域的重大技术突破。

 

§  项目研发背景

        随着世界汽车产业的发展,日益增大了对石油能源的消耗,加快了从能源短缺到能源枯竭的步伐。同时,汽车排放造成的大气污染和地球的温室效应,已经成为全人类的公害。

汽车行业普遍认为,轻量化技术带来的节能减排效果显著且容易实现,还能带动原材料和零部件等汽车产业链发展。整车轻量化对于电动汽车的优势更是直接,可通过车身减重来提高续航里程,并且节省了能源消耗,还使车载电池的重量大大降低,立竿见影地使成本得到大幅下降,这给轻量化材料的发展带来了巨大的市场空间。

        在诸多轻量化材料中,长纤维增强热塑性复合材料(Long Fiber-reinforced Thermoplastics,LFT)具有优良的综合性能、有效的轻量化效果和良好的性价比,而且具有可设计性和整体综合优化优势,是汽车轻量化的必由之路。

 

§  复合材料成型工艺现状

        汽车领域应用复合材料,其成败的关键主要就在于快速成型的低成本制造技术的成功研发。现有工艺都不适合汽车行业的规模化、低成本和安全性的要求: 

 

§  伯乐塑机CIML设备的性能与优势

        伯乐CIML设备将传统的“多步法”工艺集成为“一步法”,大大缩短了工艺流程,并且更好地保留了纤维长度,达到节能高效生产的目的。通过攻克材料-装备-制造中的配方优化、混配系统、智能控制系统和成型工艺参数优化等一系列关键技术问题,完全满足汽车轻量化对制品强度、成本、效率等方面的需求,堪称为汽车轻量化量身打造的装备利器。

伯乐塑机CIML工艺示意图

 

 

§  伯乐CIML设备的特点:  

  

        目前的测试结果,与粒料注塑工艺对比,同样材料配方,采用CIML工艺的制品强度可以提高20%以上。随着工艺的改善,强度提升的空间还很大。

        采用CIML工艺,实际将传统的造粒过程与中间环节的费用都去除了,材料成本可大幅降低达30%。

        传统的粒料注塑工艺,受限于制品的强度指标低,不能得到更大范围的应用。而CIML工艺,在提高制品强度的前提下,是效率最高的复合材料的加工方式,堪称为汽车轻量化定制的装备利器。

 

同配方不同工艺对比

 

案例

 

        案例结论:采用CIML工艺,同样材料配方的制品强度可提高20%以上。而且通过与各科研院所的合作,伯乐塑机已经在材料配方上取得突破。我们将致力于,推动碳纤维复合材料在汽车领域的广泛应用。

 

产品类别

拉伸强度MPa

弯曲强度MPa

冲击强度kJ/㎡

玻纤含量

产品重量

伯乐配方1

(PP+35%)+CIML工艺

实测数据-

标准样条

128

193.5

24.2

35%

1268g

伯乐配方2

(PP+25%)+CIML工艺

实测数据-标准样条

112

165.3

19.2

25%

1151g

(某公司)

产品性能指标(原配方AS+20%GF)

实测数据-标准样条

108

140

5.8

20%

1300±35g

AS-20材料性能

112.1

152.1

6.85

20%

荣格工业传媒年度创新大奖

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