高速成形技术应用于汽车底盘 实现发泡材料三明治结构

　　高速成形技术应用于汽车 实现发泡材料三明治结构。

　　东丽确立了使用碳纤维强化塑料（CFRP）、在10分钟内成形汽车（前地板）的技术，并公开了前地板试制品。该技术不仅可以用于汽车，还可应用于全部构件。今后还将改进材料和成形法，力争将生产周期缩短至5分钟以内。

　　CFRP制前地板试制品。尺寸方面，全长约1.8m×宽1.6m。重量约15kg，是使用钢材制造同样形状时的一半左右。

　　该技术是在新能源产业技术综合开发机构（NEDO）的委托项目省能技术开发项目——‘汽车轻量化碳纤维强化复合材料的研发’的开发过程中，由东丽与日产汽车合作开发出来的。2005年中期评估时，成功地实现了内板的成形。前地板的形状要比内板复杂的多。实现了前地板的成形，就使（该技术）应用于全部构件有了眉目（东丽复合材料开发中心所长关户俊英）。

　　这是CFRP制内板。尺寸约1.2m×0.8m。

　　东丽将新技术称为高周期一体成形技术。该技术，对Resin Transfer Molding（RTM）法进行了大幅改进。将碳纤维纺织品（截面）裁切为微细部材，在粘合的基础上利用冲压机使其成形，制造预制品。将该预制品设置于模型内，合上模型并注入环氧树脂。将环氧树脂浸渍于碳纤维截面内制成了复合材料。

　　大致成形周期。与RTM法相比进一步实现了自动化。

　　预成型品。碳纤维使用面向工业用途的通用产品TORAYCA T700（东丽）。直径为7μm，丝束数为2万4000（24k产品）。拉力强度为5GPa，拉力弹性模量为235GPa。

　　从设置预制品到取出成形品的成形周期，RTM法所需时间长达160分钟，无法达到汽车部件的量产要求。而高周期一体成形技术在基本实现自动化作业的基础上，改进了树脂特性和注入方法，将生产周期缩短至10分钟以内。

　　在环氧树脂注入方法上下了工夫。从多点而非1点注入。

　　红圈圈起的部分为环氧树脂注入部位（注入口）。注入口的间隔为100～200mm左右程度较好。

　　生产周期的缩短，在试制内板阶段基本已经实现，此次试制前地板之际，又挑战了新技术。即采用预制品包裹发泡材料（泡沫材料），通过浸渍环氧树脂实现了三明治结构。这样一来，便能够在减小碳纤维使用量的同时增大构件（增大截面积），从而使截面惯性矩和截面极惯性矩得以提高，制造出了耐弯曲和耐扭曲的部件。前地板试制品中，被称为侧梁的部分采用了三明治结构。泡沫材料的厚度为3～4cm左右，周围覆盖了CFRP。

　　采用三明治结构的侧梁部分。通过使用比重小的泡沫材料，在减小碳纤维用量、抑制重量增加的同时，增加了截面积。

　　通过此次的试制，确认所有构件均可采用高周期一体成形，不过东丽认为，由于汽车厂商尚未有CFRP构件的使用经验，因此早期实用化还比较困难。该公司将力争于2010年前后，实现发动机罩及车顶面板部材的实用化。

　　（carnews ）