近日，日本東麗公司宣布成功開發(fā)出一種用于碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）移動部件的快速集成成型技術(shù)。這種材料位于輕質(zhì)多孔碳纖維增強(qiáng)泡沫芯（ carbon fiber-reinforced foam，CFRF）和熱固性預(yù)浸料蒙皮之間，具有優(yōu)異的機(jī)械性能。在新能源和工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)材料研究與開發(fā)項(xiàng)目中，東麗公司取得上述進(jìn)展。

這項(xiàng)新技術(shù)使CFRP可移動性部件（如汽車車頂）的成型速度比傳統(tǒng)的高壓釜成型裝置快10倍。此類產(chǎn)品的重量僅為鋼鐵產(chǎn)品的一半。東麗將繼續(xù)致力于研發(fā)該技術(shù)，以加速將這一技術(shù)應(yīng)用于電動汽車零部件，對于電動汽車零部件而言，輕便和快速生產(chǎn)至關(guān)重要。

CFRP構(gòu)件通常將聚氨酯泡沫芯與熱固性預(yù)浸料外皮夾在中間。這些輕質(zhì)剛性結(jié)構(gòu)的常見應(yīng)用包括飛機(jī)、汽車、船舶和基礎(chǔ)設(shè)施的大型面板。部分研究人員已經(jīng)推動縮短制造時間，以便在將核芯成型到皮層之后，將其最佳地粘合在一起。

車輛電氣化使得減少部件重量以擴(kuò)大使用重型電池的車型的巡航范圍變得越來越重要。東麗的新型快速集成成型技術(shù)使得在一次沖壓中制造大型面板成為可能。這是因?yàn)檫@種方法同時成型、熱固和模塑，并將核心CFRF和熱固性預(yù)浸料外皮粘結(jié)在同一模具中。

與傳統(tǒng)工藝相比，CFRF的膨脹與預(yù)浸料坯的固化時間同步顯著加快。預(yù)浸料熱固性樹脂滲透到多孔CFRF中，無需使用粘合劑即可粘結(jié)表皮和芯材，從而獲得高度可靠的粘結(jié)結(jié)構(gòu)。東麗的技術(shù)為快速生產(chǎn)大型CFRP組件鋪平了道路。

與傳統(tǒng)芯材相比，CFRF具有更好的強(qiáng)度、彈性模量和抗沖擊性。其0.2至0.4的低比重范圍可以提高性能并減輕夾層結(jié)構(gòu)重量。東麗通過使用沖壓機(jī)在短短5分鐘內(nèi)制造出一塊大型汽車車頂面板（1.2米長×1.2米寬×2.3毫米厚）來展示這一概念，這比傳統(tǒng)方法快10倍。

該公司對汽車生產(chǎn)的剛性測試、涂層性能、隔音性能和其他實(shí)用方面進(jìn)行了評估。在重要的落錘沖擊試驗(yàn)中，東麗公司證實(shí)皮芯界面沒有分層，且沖擊吸收性能極佳。

東麗公司將繼續(xù)進(jìn)行研發(fā)，通過提供這種同時減輕重量和加速生產(chǎn)的裝置來滿足廣泛的需求。該公司還希望培育諸如城市空中交通和無人機(jī)等新興交通方式，這些交通方式大量受益于輕質(zhì)材料。