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沖壓與模具工藝:法格塞達(dá)使用復(fù)合材料CRTM工藝制造汽車引擎蓋節(jié)約最高30%制造成本

2020-03-17
摘要:法格塞達(dá)采用壓縮樹(shù)脂傳遞模塑(CRTM)工藝生產(chǎn)碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)汽車部件,與HP-RTM工藝相比,成本節(jié)約10-15%,與熱壓罐預(yù)浸料固化成形工藝相比,成本節(jié)約可達(dá)20-30%。

  法格塞達(dá)采用壓縮樹(shù)脂傳遞模塑(CRTM)工藝生產(chǎn)碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)汽車部件,與HP-RTM工藝相比,成本節(jié)約10-15%,與熱壓罐預(yù)浸料固化成形工藝相比,成本節(jié)約可達(dá)20-30%。

  Fagor Arrasate has achieved a significant cost reduction in the manufacture of composites carbon fiber reinforced polymers(CFRP) for car parts using a Compression Resin Transfer Molding (CRTM) process. The cost decrease is 10-15% compared to HP-RTM and 20-30% for parts manufactured in prepreg with an autoclave process.

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  目前法格塞達(dá)已經(jīng)完成了壓縮樹(shù)脂傳遞模塑(CRTM)的全流程工藝(注射階段、壓縮階段、滲透率等)及用料選擇(樹(shù)脂、纖維和粘合劑),確定了汽車零部件批量生產(chǎn)所需的關(guān)鍵參數(shù)、實(shí)際工藝時(shí)間和相關(guān)設(shè)備。法格塞達(dá)運(yùn)用此技術(shù)制造瑪莎拉蒂汽車A級(jí)車碳纖維引擎蓋用以測(cè)試。

  Fagor Arrasate has accomplished a complete characterization(injection phase,compression phase,permeability…) of a CRTM process and materials (resin, fiber and binder) in order to determine anddefine key parameters, real cycle times and equipment necessary for manufacturing automotive parts in mass production. To test, Fagor applied this technology to an automotive Class A Carbon Hood for Maserati.

  法格塞達(dá)的研究結(jié)論,采用CRTM工藝的制造成本比同產(chǎn)線的HP-RTM工藝降低了10-15%。另外,與熱壓罐預(yù)浸料固化工藝相比,CRTM工藝能降低其成本的20-30%。

  The research carried out by Fagor Arrasate shows the cost related to the parts manufactured by CRTM is 10-15% lower when compared to the parts manufactured by HP-RTM and in the same line. At the same time, the parts manufactured by CRTM are 20-30% cheaper than the parts manufactured in prepreg with an autoclave process.

  新的動(dòng)力系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)增加了車輛的整體重量,所以減少交通運(yùn)輸帶來(lái)的二氧化碳排放量主要依賴于車輛輕量化策略。在乘用車和商用車中大量使用碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)復(fù)合材料是目前最適用的解決方案之一,可以減輕高達(dá)70%的車身重量,其抵抗撞擊的能力可達(dá)金屬材料的5倍。

  The quest to reduce C02 emission in transportation is highly dependent on lightweighting measures, as novel drivetrains and energy storage methods increase the overall vehicle weight. The massive use of composites with carbon fiber reinforced polymers (CFRP) in cars and commercial vehicles is one of the most appropriate solutions. They can reduce weight by up to 70% and their ability to dissipate impact energy is 5 times greater than that of metals.

  壓縮樹(shù)脂傳遞模塑(CRTM)工藝在減少注料時(shí)間和增加碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)纖維含量方面是目前最具前景的替代方案之一。它可以加速進(jìn)程,產(chǎn)生更快的化學(xué)反應(yīng)、更短的注料時(shí)間、更快的反應(yīng)和模具內(nèi)更高效的翻轉(zhuǎn)。

  One of the most promising alternatives to reduce fill times and increase the fiber content of CFRP is the process called Compression Resin Transfer Molding (CRTM). CRTM process allows to speed up processes and create room for faster chemistry, shorter injection times, shorter reaction time and faster turnaround on the molds.

  與傳統(tǒng)的樹(shù)脂傳遞模塑成型(RTM)工藝不同,CRTM工藝中模具在注料階段會(huì)部分閉合。在預(yù)制件和模具頂部之間產(chǎn)生的真空具有高度的滲透性,為樹(shù)脂流動(dòng)創(chuàng)造了優(yōu)先路徑,以覆蓋工件的整個(gè)表面。一旦注射了所需數(shù)量的樹(shù)脂,注料口關(guān)閉,模具隨之啟動(dòng)閉合,直到實(shí)現(xiàn)最終所需的樹(shù)脂厚度(從而滿足所需的纖維含量)。

  During the CRTM process, in contrast to conventional RTM, the mold is partially closed during the injection phase. The vacuum that is generated between the preform and the top of the mold has a very high permeability, which creates a preferential flow path for the resin to cover the entire surface of the workpiece. Once the desired quantity of resin has been injected, the injection ports are shut and the mold starts to close until the final desired thickness is achieved (and therefore the required fiber content).

  在模具完全閉合期間,樹(shù)脂在外力作用下浸漬預(yù)制件,而不是像RTM那樣在平面內(nèi)流過(guò)預(yù)制件。由于RTM的流動(dòng)方向與厚度垂直,過(guò)程需要數(shù)十分鐘,相比而言,浸漬時(shí)間就極大地縮短了進(jìn)程。

  During the full closing of the mold, the resin is forced to impregnate the preform instead of flowing through the preform in the plane as in RTM which the flow is perpendicular to the thickness. This is the main reason why the impregnation time can be reduced when compared to tens of minutes in a conventional RTM process.

  法格塞達(dá)將所獲得的研究成果和工藝知識(shí)融入到新產(chǎn)品中,為客戶提供復(fù)合材料加工的最新工藝。

  The research project and the characterization achieved allows Fagor Arrasate to incorporate this acquired knowledge into its products and offer its customers the latest advances in composite materials processing.

  該項(xiàng)技術(shù)成果將于3月3日至5日在巴黎舉行的最新一屆JEC世界博覽會(huì)上進(jìn)行展示。法格塞達(dá)將在5號(hào)展廳Q58展位的現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布相關(guān)重要信息,比如電動(dòng)汽車SMC材料電池盒蓋的制造工藝設(shè)計(jì)方案等。

  The results of this development will be showcased during the next edition of the JEC World fair, scheduled to take place in Paris from March 3rd to 5th. The Q58/Hall 5 stand will be the scene of important announcements, such as the specific layout proposal for the manufacture of SMC battery box covers for electric vehicles.

  法格塞達(dá)還將展示用于航空器結(jié)構(gòu)件的熱真空成形機(jī)的最新設(shè)計(jì)方案,該方案可以提高產(chǎn)能并處理干纖維。

  The redesign of the Fagor Arrasate Hot Drape Forming machine for structural airplane parts will also be showcased, which has productivity improvements and adds the possibility to work with dry fiber.

  最后,我們?yōu)榕慷ㄖ篇?dú)特預(yù)制件,基于生產(chǎn)件制造物流方法融合與放置單向纖維(干纖維,熱塑性塑料,預(yù)浸料…),再由激光輔助進(jìn)行定位并固化的工藝賦予了新的特點(diǎn)。該項(xiàng)目在上屆JEC世界大會(huì)期間獲得JEC創(chuàng)新大獎(jiǎng)。

  Lastly, the new features incorporated into the project of the ultra-fast machine for the mass production of individual, customized preforms, based on a part flow approach in combination with the placement of unidirectional tapes (in dry fiber, thermoplastic, prepreg...) by laser-assisted in situ consolidation. This project was granted the JEC Innovation Award during the previous edition of the JEC World.

  西班牙法格塞達(dá)公司是全球領(lǐng)先的設(shè)計(jì)和制造金屬板裁剪生產(chǎn)線及沖壓成形生產(chǎn)線的專業(yè)公司,總部位于西班牙北部的蒙特拉貢市。其產(chǎn)品涵蓋各類壓力機(jī)和成套自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線,金屬板裁剪生產(chǎn)線,以及金屬鈑金柜體制造生產(chǎn)線。法格塞達(dá)在西班牙和中國(guó)設(shè)有制造工廠,在德國(guó)和墨西哥設(shè)有售后服務(wù)基地、其產(chǎn)品行銷全球七十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。為全球各大汽車制造商、汽車沖焊總成制造商、鋼鋁板加工配送企業(yè)、白色家電制造商、以及鍛造成形、復(fù)合材料成形領(lǐng)域的企業(yè)提供成套解決方案。法格鍛壓機(jī)床(昆山)有限公司是西班牙法格塞達(dá)公司在中國(guó)設(shè)立的獨(dú)資公司,于2008年5月投產(chǎn)。其位于上海市與江蘇省交界的昆山市,地理位置優(yōu)越。公司占地面積22,000平方米,建有先進(jìn)的制造和裝配車間。法格鍛壓機(jī)床(昆山)有限公司同時(shí)承擔(dān)法格塞達(dá)的全系列產(chǎn)品在中國(guó)大陸的售后服務(wù)任務(wù)。

  【興迪源機(jī)械簡(jiǎn)介】

  興迪源機(jī)械(Xingdi Machinery)是一家專注流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備制造企業(yè)。自2007年創(chuàng)立以來(lái),興迪源機(jī)械一直致力于內(nèi)高壓成形的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)。主營(yíng)產(chǎn)品范圍從生產(chǎn)普通液壓設(shè)備,現(xiàn)今發(fā)展至生產(chǎn)、研發(fā)國(guó)內(nèi)頂尖流體壓力成形技術(shù)的鍛壓設(shè)備。

XD-THF系列金屬管材內(nèi)高壓成形設(shè)備

  目前,興迪源內(nèi)高壓成形智能設(shè)備已運(yùn)用在制造航空、航天、核電、石化、汽車、摩托車、自行車業(yè)的沿構(gòu)件軸線變化的圓形、矩形或異形截面空心構(gòu)件以及管路配件的生產(chǎn)制造中。同時(shí)也適用于生產(chǎn)航空飛行器上輕體構(gòu)件有空心結(jié)構(gòu)框架、發(fā)動(dòng)機(jī)上中空軸類件、進(jìn)排氣系統(tǒng)異型管和復(fù)雜管件等。


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