碳纖維與其他傳統(tǒng)材料相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)，例如比模量、比強(qiáng)度高，制造出的構(gòu)件力學(xué)性能好，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)安全性高，還可以零部件一體化，并且發(fā)展出多種加工成型工藝，在汽車領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本篇文章介紹的就是制作碳纖維模具的碳纖維復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域采用的成型工藝，以及碳纖維復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域相較于傳統(tǒng)材料的優(yōu)勢(shì)，如果你對(duì)此感興趣，那就繼續(xù)看下去吧。

汽車領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料成型工藝

PCM成型

模壓成型是將沖壓后的碳纖維半成品預(yù)先放入模具，然后加熱加壓使其成型固化的成型方式。近年來(lái)，預(yù)浸料因具有精確的纖維、樹(shù)脂配比而被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。而PCM成型工藝作為一種理想的CFRP罐外熱壓工藝，不僅能夠大幅縮短成型周期、提高生產(chǎn)效率，具有制品尺寸精度高、表面光潔度好、生產(chǎn)成本相對(duì)較低、容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的一次成型等特點(diǎn)，同時(shí)，由于制品內(nèi)纖維取向性好，因此制品的強(qiáng)度、剛度相對(duì)較高，已成為車用CFRP的重要成型工藝。

高壓RTM成型

高壓RTM（high pressure rtm，HP-RTM）是通過(guò)增大注射壓力提升注射速度的有效方法。采用該工藝注射壓力能夠達(dá)到幾千兆帕，保證了較高的合模速度和壓制速度，大大縮短部件成型時(shí)間，提高了工藝效能。同時(shí)，增大壓力能夠促使樹(shù)脂快速充滿模腔，提高纖維樹(shù)脂浸潤(rùn)度，減少樹(shù)脂注射次數(shù)，促進(jìn)空氣排出，降低成品孔隙率，從而實(shí)現(xiàn)卓越的表面性能。如同時(shí)選擇注入低黏度樹(shù)脂體系或低黏度反應(yīng)性混合物料體系，注射速度能夠進(jìn)一步提高；通過(guò)高壓計(jì)量技術(shù)對(duì)反應(yīng)物料進(jìn)行精確計(jì)量，也能夠縮短注射時(shí)間。

另外，由于CFRP制品結(jié)構(gòu)和性能可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，當(dāng)HP-RTM應(yīng)用于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件的制造時(shí)優(yōu)勢(shì)更加明顯，不僅可以在 5min 以內(nèi)實(shí)現(xiàn)部件的一體化成型，而且能夠大幅減少零部件和緊固件數(shù)量，簡(jiǎn)化連接和裝配，極大減少了生產(chǎn)過(guò)程的能源消耗，降低了碳纖維模具的生產(chǎn)成本。

其他成型工藝

RTM成型工藝對(duì)模具制造精度要求高、模具制作周期長(zhǎng)且價(jià)格較高，而預(yù)浸料的材料加工、運(yùn)輸成本較高，模具的成本也不低，因此這2種成型工藝前期投人較大。因此，其他的復(fù)合材料成型工藝，如片狀模塑料（Sheet Molding Compound SMC）模壓成型工藝、長(zhǎng)碳纖維增強(qiáng)熱塑性材料（Long carbon Fiber Reinforced Thennolplastics，CF-LFT)注塑成型工藝也得到了較為廣泛的應(yīng)用。