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熱塑性碳纖維復合材料汽車橫梁的沖壓技術

日本廣島縣立綜合技術研究所開發(fā)了利用熱塑性碳纖維復合材料（CFRTP）沖壓成形汽車橫梁構件的技術，并用于馬自達RX-8橫梁構件。

CFRTP的力學性能如表1所示。

表1　CFRTP（UD材料）的力學性能

CFRTP的成形工藝。①一次沖壓：干燥→切割坯料→積層→加熱、沖壓→預備成形板；②二次沖壓：預備成形板→紅外線加熱→沖壓成形→成形件。選擇TENCATE公司的Thermo-Lite1160N材料，其為以PA6為母材的CF/PA6的UD預浸漬樹脂板材。把充分干燥的預備成形板利用紅外線加熱裝置在250℃的氣氛中預加熱10min，然后按熱沖和冷沖2種成形條件進行沖壓成形。

輕量化效果。鋼板橫梁構件采用CFRP材料之后可實現(xiàn)約60%的輕量化。

為評價CFRP橫梁構件的性能，分別進行拉伸、壓縮鋼性、扭轉(zhuǎn)剛性和整車行駛等試驗。試驗結(jié)果見表2～表4。

試驗證明，CFRTP沖壓成形件可以應用于汽車零件。

表2　拉伸壓縮剛性試驗、分析結(jié)果

表3　扭曲剛性的試驗、解析結(jié)果

表4　整車行駛試驗感官評價結(jié)果

刊名：塑性と加工（日）

刊期：2014年第7期

作者：松永尚德

編譯：郝長文