&n筆費bsp; 碳纖維複合材料（CFRP）是材料輕量黃業化進(jìn)程中最成(ché懂紙ng)功的代表，但是由于碳纖維價工報格居高不下，加之複合材料的制備成(chéng)本高，限制了其在汽車輕量化領問女域的大規模應用。目前，商業級的碳纖維主要為PAN基碳纖維，其高成(chéng)本問題主要集中在較高的PAN刀店 原絲生産成(chéng)本（占總成(chéng)本的51％）和較長(cháng)的生産流黃聽程。因此，降低車用CFRP成(chéng)本的主要路徑是降低碳纖維原絲成(ch吧樹éng)本，尋求低成(chéng)本纖維生産工藝以及低成(作他chéng)本的CFRP制備工藝。

低成(chéng)本碳纖維技術

目前，國(guó)外碳纖維主要生産商已經(jīn房刀g)緻力于開(kāi)發(fā)低成(chéng)本碳纖維但水制造技術，并尋求PAN以外的更低成(chéng)本的原料來制備碳纖維。日本三菱和東麗公司開(kā好媽i)發(fā)的大絲束碳纖維是低成(chén著鐘g)本制造技術的典型代表，美國(guó)也已開(kāi)發(fā)出先進(jìn)的碳纖維科火制備技術。

在低成(chéng)本原料方面(miàn船在)，美國(guó)、日本等碳纖維一玩主要制造國(guó)家已經(jīng)開(kāi)發(f市化ā)出了包括聚烯烴類聚合物、木質素纖維素、電紡酚醛纖維、輻射丙烯酸紡織物等在内的低成(chén妹中g)本代替材料。2015年瑞典的研究機構Innventia和Swerea SICOMP也聲稱開數爸(kāi)發(fā)出了世界首創技術，可以基于100％軟木木質素前體制造出重約1.8g的編織CFRP層壓闆。得內并表示，這(zhè)種(zhǒng)材料可以用于生産重量輕、燃如雨油效率高的汽車零件，但是其制造方法與其他目前使用木質素替代前體的研究去西相同，還(hái)處在實驗室階段，進(jìn)入生産線還(hái)需時(拍街shí)日。

圖10  Innventia和Swerea SICOMP志我合作開(kāi)發(fā)的木質素基碳纖維及1.8 g編織什機碳纖維

複合材料層壓闆

高效率成(chéng)型樹脂及成(chéng)型工藝除纖維成(chéng)本外，車用複合材料最大的挑戰是汽車行業機子高效率的生産預期，其中成(chéng)型民嗎樹脂是決定複合材料生産效率的最主要影響素之一。由于優異的粘合強度和模量火村、耐蠕變性、高韌性和良好(hǎo)的抗疲勞性能(néng)，環氧樹脂通常是汽車複合材料生還可産商的首選。通過(guò)研究和開(kāi)發(fā)“報司瞬間固化”（能(néng)夠流動和徹底浸潤纖維預制件，并在 5min之内固化）討請的環氧樹脂及其配套的預成(chéng)型和成(chéng)型設備，從而開(kāi)發(f遠道ā)高效、低成(chéng)本的複合材料生黃市産技術已經(jīng)成(chéng)為降低車用複合材料成(chén可通g)本的主要手段之一。

2015年，美國(guó)Hexion（瀚森）和Dow Automotiv志花e Systems（陶氏汽車系統們新）先後(hòu)推出了2種(zhǒng)60s可“瞬間固化”的環氧樹脂。其中，Hexion舞科針對(duì)樹脂傳遞模塑成(chéng)型（RTM）和山兒液體壓縮成(chéng)型（LCM）工藝推出EPIKOTE湖樂 TRAC06170環氧樹脂與E舞工PIKURE TRAC06170固化劑，僅需20s樹脂注入時(shí)間（RTM或L相數CM）和40s固化時(shí)間就(jiù)可完成(chéng)複合材料成(水為chéng)型。

而陶氏推出的用于LCM工藝的VO船在RAFORCE樹脂，可以直接將(jiāng)樹脂均勻地塗敷在媽不幹的纖維預制件上，并通過(guò)壓強使樹脂織物在厚度方向(xià分刀ng)上均勻浸潤，其還(hái)宣稱已經(jīng)與德國(guó)玩筆KraussMaffei公司和意大利Cannon SpA公司合哥房作開(kāi)發(fā)出僅需要15～20 s塗敷樹脂及30s固長習化，總制造時(shí)間小于60s的複合材料制備工藝。但是該工藝由于很難提供複雜零件的行林成(chéng)型模具，對(du車雨ì)于LCM成(chéng)型的部件則僅适合相對(duì)平坦或輕微輪廓部件的制造，相比之下，RTM是少要該樹脂最好(hǎo)的選擇。

2015年底，Gurit UK（英國(guó)固瑞特）也推出了“瞬間固化”志機環氧樹脂，但不同于其他針對(duì)RTM或濕壓縮成(chéng)型工藝開(kāi)發(fā到懂)的樹脂，其樹脂配方主要用于成(chéng)套預浸料和熱進(jìn)/熱小動出沖壓成(chéng)型（hot-in/hot out press molding）工藝為筆。雖然該工藝固化周期需要 5min，但報道(dào)稱其制造的部件表面(miàn)可達A級，無需模具後吃熱(hòu)處理。

今年3月，Huntsman Advan微中ced Materials （亨斯邁先進(jìn)材料）公女國司也宣布推出了一款快速固化的環氧樹脂。在此之前，亨斯邁商業化的，固化時(s藍電hí)間為 2.5min的環氧和請樹脂的解決方案已經(jīng)用于生産寶馬i系列高纖維含量的複合材料視窗零部件，而此次推出的快速固化環氧樹脂不僅具有更快的固化速度，而且具有更高的玻璃化溫度（Tg），可承受高達問窗150℃的工藝條件。

據亨斯邁介紹，該樹脂在140區紅℃下僅30s就(jiù)可固化，這(zhè)使得1m跳站in内複合材料成(chéng)型工藝弟地成(chéng)為可能(néng)。為此，亨斯邁還(hái)開(kāi)發(fā)了與該樹答從脂配套的動态流體壓縮成(chéng)型（dynamic fluid com呢物pressionmolding，DFCM），該她文工藝可以省去高壓注塑工藝，而且在很多情況下也可省略纖維預浸料工藝。與常規濕發(fā)壓縮成(ché用南ng)型（wet-compression molding，WCM）相比，該工金看藝的主要優點之一是可以減少層壓闆層間縫隙，複合材料孔隙率低于這訊1％，性能(néng)可媲美高壓的RTM工藝，且高達66％纖維體積含量（FVC）的複合材料可以照作在沒(méi)有特殊處理的條件來實現黑通。複合材料在汽車工業的應用具有令人期待的發(fā)展前景能暗，但其汽車行業對(duì)成(ché說林ng)本/效益要求較高，成(chéng)本較高且工藝複雜的複合材料要想在汽車輕量化領年拍域獲得長(cháng)足發(fā)展，在其輕量化的天然優勢之下，還(hái)必須不斷在低成(chén舞開g)本、高效率等方面(miàn)加大研發(fā)投入，尋求相對競争優勢。