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    愛牢達材料成達型工藝在汽車輕量化方面的應用與發展
      相關數據顯示,整車質量每減少100公斤,百公里油耗可降低0.3升至0.6升。愛牢達隨著國家燃油限值的逐漸趨緊,以及電動汽車續航里程問題的凸顯,汽車輕量化已然成為眾多車企實現節能減排目標的“不二選擇”,其中,新材料的應用則被認為是實現汽車“減重”的關鍵。
     
      愛牢達先進材料事業部亞太區及印度市場總監彭泰瑞近日在接受蓋世汽車記者采訪時,除肯定新材料在汽車輕量化過程中的重要作用,也同時指出,目前汽車輕量化所面臨的問題不只是高昂的原材料成本,“對于一貫以采用傳統材料為主的汽車制造商來說,愛牢達換用其他輕量化材料意味著其需要進一步研究合理的設計,從而使汽車結構簡化,汽車配件數量減少,并且易于裝配,而傳統工藝無法解決這些難題。”
     
      愛牢達在結構復合材料的生產工藝中,不管是RTM,或是HP-RTM,都被認為是昂貴的工藝流程;鑒于此,愛牢達提出革新的DFCM工藝方案,除了能降低成本外,也能在產品性能上有所提高,甚至在產品設計的自由度上及品質的提升都高于目前一般的WCM工藝。從生產周期上看,最快的HP-RTM材料能以3分鐘的時間完成,而革新的DFCM則縮至1分鐘。
     
      總體上看,無論是HP-RTM或DFCM,由于其大大的加速了生產周期,故于輕量化發展的過程中,兩者均非常重要。HP-RTM能生產較復雜的零部件,故能整合多個部件,提高設計上的自由度,減少模具的數目,從而降低復合材料生產成本;而DFCM由于在設備上的投入遠比HP-RTM來得低,同時產品的品質又能比美用高壓釜生產的復材,故能用于大部分零部件的量產中。
     
      蓋世汽車:您認為實施汽車輕量化的關鍵是什么?在進行輕量化的過程,我們應特別注意哪些問題的出現?
     
      彭泰瑞:輕量化是未來的關鍵趨勢,我們目前的研發方向主要是在確保穩定提升性能的基礎上,對各總成零部件進行節能化設計,持續優化車型譜。目前汽車輕量化所面臨的問題不只是高昂的原材料成本,也包括如何研發優化組合的結構設計。對于一貫以采用傳統材料為主的汽車制造商來說,換用其他輕量化材料意味著其需要進一步研究合理的設計,從而使汽車結構簡化,汽車配件數量減少,并且易于裝配,而傳統工藝無法解決這些難題。
     
      愛牢達®粘合劑技術是針對該問題的一大解決方案,愛牢達已經廣泛運用在航空行業,通過所有驗證,安全性高。制造成本方面,目前愛牢達的產品可實現復合材料汽車零件批量生產、日產量達1000個。今后,隨著環氧樹脂及液態固化技術不斷加強,批量生產數額將不斷加大,制造成本會進一步減少。
     
      蓋世汽車:以您的經驗來看,相關企業應如何推動中國輕量化產品及技術的進一步發展?
     
      彭泰瑞:近年來,中國在汽車輕量化技術方面取得了不少成果,一些政策也在促進汽車輕量化技術的發展進步。但相對來說,中國起步較晚,所以從整個行業來看,其產業結構不夠清晰完善、相應的理論研究較為匱乏、政策的支持也稍顯滯緩,在一些突破性的前瞻性技術問題上還存在一些瓶頸,而這些正是我們未來發展的方向。同時,國外的輕量化發展目標明確且細致,比如美國要在2020年要比2013年降重20%,這就說明已經研究了實現的路徑,這些是值得中國企業借鑒的。不過,中國的企業潛力巨大,且極具創新性和研發熱情,相信在不遠的將來,一定可以在輕量化技術領域取得矚目成績。
     
      蓋世汽車:目前愛牢達與汽車行業哪些用戶進行了合作、進行哪些方面的合作?有無具體案例可分享?
     
      彭泰瑞:如同以往的航空航天領域,愛牢達先進材料事業部一直位于引進汽車結構復合材料的最前沿,比如從早期的F1方程式賽車,到今天輕量化的量產汽車,以至安全性能持續被提高的寶馬i3和i8等,均引用了愛牢達的樹脂技術。就寶馬i3而言,它是全球首款全面采用碳纖維增強復合材料的量產汽車,其碳纖維部件的加工成形便采用了愛牢達的環氧樹脂解決方案??梢?,快速固化的愛牢達®樹脂技術及其“類航空材料”的機械性能將會成為純電動汽車量產不可或缺
     
      高質量生產,一直備受業界推崇。而如今,動態流體模壓(DFCM)這一新工藝也開始在該領域嶄露頭角。
     
      蓋世汽車:在汽車復材生產中,高效可靠的成型方案尤為重要。在此方面,愛牢達有何獨特工藝以及競爭優勢?
     
      彭泰瑞:愛牢達創新的樹脂傳導成型方案提供一個優化系統,適用于所謂的高壓RTM系統并縮短制作周期,此工藝不僅提高生產效率,愛牢達還可促成碳纖維增強復合材料汽車的量產應用。樹脂傳導成型方案20多年前被研發用于生產航空業碳纖維復合材料配件,現今借著這工藝的創新,使其能用于汽車量產領域中,即樹脂注入模腔,填充碳纖維并使其固化成形。高壓樹脂傳導成型方案能使樹脂快速浸漬纖維并加快其固化速度,從而縮短生產周期。
     
      愛牢達先進材料事業部日前還推出更高效的動態流體模壓成型工藝(DFCM),該工藝是先行在汽車部件纖維上涂布一層樹脂,從而使其進入纖維層內,此舉減少了纖維浸漬的時間,并配合固化進程以達至最高效益。能直接借模具提供質量穩定的產品,其采用了能快速固化環氧樹脂,其生產部件的特點,是擁有高纖維含量和低空隙率。這是一種經過優化的模壓工藝,有著簡單快速制作的過程,可在30秒內固化,其生產周期僅為1分鐘。我們的創新技術“能以一分鐘的時間制造出可與正壓釜工藝相比的環氧結構部件”也在JEC World 2016上斬獲創新大獎。
     
      蓋世汽車:愛牢達的相關工藝經歷了從RTM到HP-RTM再到DFCM的發展。那么,具體到輕量化方面,相比RTM,HP-RTM和DFCM的優勢分別是什么?在推動汽車輕量化發展的過程中兩者分別發揮著怎樣的作用?
     
      彭泰瑞:在常規的RTM中,生產部件需15至85分鐘不等;而在絕大多數的情況下,為了達到材料的最佳表現,后固化處理也是需要的。但近期愛牢達發展用于HP-RTM的最新材料,即愛牢達®LY3585/愛牢固®3475能把時間縮至少于5分之內,即省至85%。
     
      在結構復合材料的生產工藝中,不管是RTM,或是HP-RTM,都被認為是昂貴的工藝流程;鑒于此,愛牢達提出革新的DFCM工藝方案,除了能降低成本外,也能在產品性能上有所提高,甚至在產品設計的自由度上及品質的提升都高于目前一般的WCM工藝。從生產周期上看,最快的HP-RTM材料能以3分鐘的時間完成,而革新的DFCM則縮至1分鐘。
     
      總體上看,無論是HP-RTM或DFCM,由于其大大的加速了生產周期,故于輕量化發展的過程中,兩者均非常重要。HP-RTM能生產較復雜的零部件,故能整合多個部件,提高設計上的自由度,減少模具的數目,從而降低復合材料生產成本;而DFCM由于在設備上的投入遠比HP-RTM來得低,同時產品的品質又能比美用高壓釜生產的復材,故能用于大部分零部件的量產中。
     
      蓋世汽車:您認為實施汽車輕量化的關鍵是什么?在進行輕量化的過程,我們應特別注意哪些問題的出現?
     
      彭泰瑞:輕量化是未來的關鍵趨勢,我們目前的研發方向主要是在確保穩定提升性能的基礎上,對各總成零部件進行節能化設計,持續優化車型譜。目前汽車輕量化所面臨的問題不只是高昂的原材料成本,也包括如何研發優化組合的結構設計。對于一貫以采用傳統材料為主的汽車制造商來說,換用其他輕量化材料意味著其需要進一步研究合理的設計,從而使汽車結構簡化,汽車配件數量減少,并且易于裝配,而傳統工藝無法解決這些難題。
     
      愛牢達®粘合劑技術是針對該問題的一大解決方案,已經廣泛運用在航空行業,通過所有驗證,安全性高。制造成本方面,目前愛牢達的產品可實現復合材料汽車零件批量生產、日產量達1000個。今后,隨著環氧樹脂及液態固化技術不斷加強,批量生產數額將不斷加大,制造成本會進一步減少。
     
      蓋世汽車:愛牢達以您的經驗來看,相關企業應如何推動中國輕量化產品及技術的進一步發展?
     
      彭泰瑞:近年來,中國在汽車輕量化技術方面取得了不少成果,一些政策也在促進汽車輕量化技術的發展進步。但相對來說,中國起步較晚,所以從整個行業來看,其產業結構不夠清晰完善、相應的理論研究較為匱乏、政策的支持也稍顯滯緩,在一些突破性的前瞻性技術問題上還存在一些瓶頸,而這些正是我們未來發展的方向。同時,國外的輕量化發展目標明確且細致,比如美國要在2020年要比2013年降重20%,這就說明已經研究了實現的路徑,這些是值得中國企業借鑒的。不過,中國的企業潛力巨大,且極具創新性和研發熱情,相信在不遠的將來,一定可以在輕量化技術領域取得矚目成績。
     
      蓋世汽車:目前愛牢達與汽車行業哪些用戶進行了合作、進行哪些方面的合作?有無具體案例可分享?
     
      彭泰瑞:如同以往的航空航天領域,愛牢達先進材料事業部一直位于引進汽車結構復合材料的最前沿,比如從早期的F1方程式賽車,到今天輕量化的量產汽車,以至安全性能持續被提高的寶馬i3和i8等,均引用了愛牢達的樹脂技術。就寶馬i3而言,它是全球首款全面采用碳纖維增強復合材料的量產汽車,其碳纖維部件的加工成形便采用了愛牢達的環氧樹脂解決方案??梢?,快速固化的愛牢達®樹脂技術及其“類航空材料”的機械性能將會成為純電動汽車量產不可或缺的助力條件。
     
      蓋世汽車:在愛牢達的終端領域中,汽車行業目前的占比情況如何?預計未來五年這一比例將有怎樣的變化?原因是什么?
     
      彭泰瑞:與航空航天和體育娛樂領域不同,在這個階段,我們無法評估汽車領域的復合材料對整個先進材料的銷售是否有著非常重要的影響。因為我們意識到盡管BMW或者其他傳統的高性能小型轎車在應用結構性復合材料相對保密。然而,隨著汽車行業的解決方案的快速發展,相信在不到十年的時間內,這個行業在整個先進材料領域將會變得非常重要。
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