01 引言
碳纖維密度小,比鋼結構減重50%,比鎂和鋁合金結構減重30%;碳纖維的碰撞吸能效率是鋼的6至7倍、鋁的3至4倍。碳纖維復合材料(CFRP)產品的成型方法有熱壓罐成型、RTM、沖壓成型、SMC等多種成型方法,東麗TCM公司主要采用的是熱壓罐成型工藝。
熱壓罐成型工藝與其他成形法相比,具有產品形狀自由度高、模具費相對便宜等特點。東麗TCM公司從策劃、開發到設計、試制、制造、量產等所有的工序都在公司內部完成。每個工序都需要結合復合材料本身特有的技術訣竅。通過在公司長期積累的經驗,可以提供最大限度地滿足顧客需求的高品質、高性能的產品。
02 生產流程
模擬
模擬過程包括靜態分析、沖擊分析和鋪層分析。
碳纖維復合材料(CFRP)是設計自由度比較高的材料,各向異性和鋪層等,只有復合材料才需要考慮的設計要素有很多,其中運用專門針對復合材料的模擬技術,站在客戶的角度,提出碳纖維復合材料的最佳結構方案。
設計
設計過程包括結構設計、成型工藝設計、材料設計、鋪層設計和模具·夾具設計。
模具制作
為了實現高精度、高質量的產品,成型模具的設計、制作是最重要的環節。TCM公司不僅最大限度地發揮熱壓罐成型工藝的特點進行模具設計,還著眼于量產,為了確保產品質量和生產性,從加工方案選定開始實行。
成型加工
包括脫模處理,材料裁剪,鋪層,拋光,固化。脫模熱壓罐成型工藝中,根據設計內容,將CFRP的預浸料裁剪成模具,進行后處理后,將模具放入熱壓罐中,在高溫、高壓下使樹脂固化,制作成型品。
二次加工
對從模具上脫模后的成型品進行鉆孔、修剪等二次加工。雖然CFRP比金屬材料相對困難,TCM公司利用最先進的水射流切割、加工中心等技術和設備,根據客戶的需求進行加工。
組裝
將CFRP成型品與其他成型品或金屬部件組合,完成成品。在CFRP成型品的生產過程中,零部件之間接合技術非常重要。TCM公司根據多年來在CFRP賽車上培育了的豐富經驗和技術,從各種各樣的方法中選擇最適合的方法對完成零部件的粘接和接合。
評估·試驗
產品開發不僅僅是制造產品,為了確認產品是否達到設計的性能,需要對產品進行拉伸試驗、強度試驗、疲勞試驗、沖擊試驗及耐候性等試驗。
涂裝·表面處理
在CFRP成型品中,特別是外裝零件,為了防止變形、變色和美觀性,需要對產品進行涂裝和表面處理。
質量管理·檢查
在質量管理方面,除了外觀檢查之外,還根據需要實施最新機器的形狀測量、X射線和超聲波的非破壞等檢查。