2012年初,一项由汽车制造商及其供应商,以及复合材料生产商达成的三方协议,推动了复合材料在汽车设计和制造中的应用。
为了加速混杂材料解决方案的开发进程,以降低汽车重量,美国汽车研究中心(简称“CAR”,位于密歇根州Ann Arbor)宣布成立了“汽车轻量化材料联盟(以下简称‘CALM’)”。CALM的宗旨是,帮助汽车企业了解如何最佳地使用可利用的复合材料、塑料和轻量化的金属材料。通过与汽车制造商合作,克服复合材料与金属集成使用中面临的设计、加工工艺和结构认可方面的挑战。
“铝以及塑料/复合材料行业正在开发先进的材料,以帮助汽车制造商设计更轻、更安全的汽车。” CAR 的总经理及CALM 的董事Jay Baron博士说,“通过携手合作,我们能够加速这些不断改进的材料及解决方案的应用。”显然,CALM不仅得到了复合材料供应商组织的支持,还得到了铝金属协会所属的“铝运输集团”以及美国化学委员会的支持,在所有这些支持联盟中,共有200多家企业。
CALM的首要任务之一是,与主流汽车OEM的工程团队接触,以了解他们的减重方案以及面临的挑战。所获得的信息将被提供给供应商群体,以确保他们在开发技术解决方案时,能够顾及到每一家汽车制造商的需求。
另一方面,Gordon Murray Design公司(位于英国Surrey的Shalford)与碳纤维生产商东丽工业公司(位于日本东京)也结为技术合作伙伴,以开发用于汽车的复合材料技术。这项合作协议始于2011年12月的东京车展,当时Gordon Murray Design公司发布了其双座电动车TEEWAVE AR.1。针对“进一步开发Gordon Murray Design的iStream制造系统”问题,合作双方将集中在几个关键领域展开研究。这一合作包括:对材料和工艺进行联合研发,以及探索东丽材料在汽车上应用的新机遇。
iStream工艺是一种简化的汽车组装设计方案,它使得在一个占地面积只有目前厂房(用于安装传统的组装生产线)20%大小的空间上建造一个新的组装工厂成为可能。该新方案渴望将新的组装工厂的资金投入降低80%。
TEEWAVE AR.1车是采用东丽技术实现可持续性和高效能的代表作。在该车的制造中,采用了一系列的东丽产品,包括碳纤维复合材料,以及东丽所说的“先进生物基材料”。该车仅重846 kg(包括锂电池组),采用了碳纤维复合材料的车身板和先进的抗冲击结构。东丽工业公司表示,该公司将开发一种混杂材料的轻型底盘结构概念,以实现更大的安全性和更高的成本效益。
与此同时,复合材料生产领域的革新者Quickstep Technologies公司(位于西澳大利亚N. Coogee)正在继续推进PRESCHE项目,这是该公司与汽车制造商奥迪公司(位于德国Ingolstadt)于2011年底共同宣布的一个联合项目。
受德国政府的支持,这两家合作伙伴将开发新的用于复合材料汽车部件的低成本、量产化生产解决方案。该项目将实现“与现有生产方法相关的30%成本缩减”的目标。这一策略将组合以往各种独立的复合材料生产技术,包括Quickstep Technologies公司的树脂喷射传递(简称“RST”)技术和专利的Quickstep工艺,即一种利用热流体来快速固化先进复合材料的非热压罐技术。
RST的操作过程是:首先由机器人将加热的液体树脂直接喷射到模具中,当与模具表面接触时,树脂凝固。接着机器人将干的纤维预制件放到凝固的喷射树脂上。随后将该套料装入真空袋,然后放入Quickstep固化系统中。套料在压力作用下被加热,树脂重新熔化,浸润纤维并固化成型。由此,可生产出A级表面的部件。
在澳大利亚,Quickstep Technologies公司几乎完成了一项由澳大利亚政府的Climate Ready Program项目出资赞助的RST开发工程。PRESCHE项目将于2014年10月完成,其最终目标是实现复合材料部件的高产量、低成本生产,从而使汽车行业能够制造出低燃料消耗的轻型汽车。
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