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  • 热可塑性CFRP何时全面普及?

  • 来源日经BP社:碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)已被广泛用于飞机及高尔夫球杆等产品,目前其主流是利用热固化性环氧树脂来增强碳纤维的热固化性CFRP,不过也有采用聚酰胺(PA)及聚丙烯(PP)等热可塑性树脂的热可塑性CFRP。
      热可塑性树脂具有树脂价格便宜且生产效率高的特点。热固化性CFRP的代表性成型方法之一是RTM(Resin Transfer Molding,树脂传递成型)法,这种方法的节拍时间最短也要几分钟。而对于热可塑性CFRP的片材,只要事先预热,用1分钟左右的节拍时间即可冲压成型。由于汽车组装工厂的节拍时间约为1分钟,因此使用热可塑性CFRP可实现同步生产。
      虽然用于热可塑性CFRP成型的大型冲压机及射出成型机要比使用RTM法的成型机贵,但其生产效率更高,因此,量产规模越大则成本方面的优势越突出。也就是说,热可塑性CFRP技术不仅可用于超级跑车等部分高档车,而且还可用于大量生产车型。但该技术目前仍存在课题,那就是难以提高尺寸精度。
      热可塑性CFRP在汽车结构件上的应用方面,丰田2014年12月推出的燃料电池车“MIRAI”打了头阵。应用的部位是用来保护燃料电池堆的框架。采用的热可塑性CFRP由丰田与东丽共同开发,使用的是PA类树脂。
      由于燃料电池车的氢燃料供应基础设施尚不完善,因此MIRAI还只是小规模生产。在以前的采访中,东丽负责人曾表示,“热可塑性CFRP要经过几个阶段才能逐步普及”。
      帝人在热可塑性CFRP应用方面表现出了更强势的态度。该公司与通用汽车公司(GM)共同开发了用于GM量产车的热可塑性CFRP部件,目前已“迎来迈向量产的最终阶段”(帝人碳纤维及复合材料事业本部长、东邦特耐克丝社长吉野隆)。帝人表示,“目标是每年在数万辆量产车上使用该技术”。
      而三菱丽阳认为,热可塑性CFRP在汽车领域中的应用在2020年之前很难实现。该公司与三菱树脂于2015年1月7日宣布,将合并二者的碳纤维复合材料业务,三菱丽阳将继承三菱树脂的相关业务(参阅本站报道)。三菱丽阳解释称,预计到2020年,CFRP整体将在汽车领域实现高增长,但热可塑性CFRP的应用还需要一些时间来讨论,因此到2020年,需求不会有大的增长。在热可塑性CFRP普及的问题上,东丽、帝人及三菱丽阳这三大纤维厂商的观点存在微妙差异。热可塑性CFRP未来具体发展状况如何,目前还是未知数。

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