預(yù)浸料增強熱成型鋼共固化制備“hybrid B柱”

（a）hybrid B柱  （b）熱成型鋼毛坯首次成型    （c）預(yù)浸料預(yù)制體與金屬毛坯匹配

圖1 BMW New 7 series hybrid B柱實物圖

預(yù)浸料因其工藝實施靈活，制備方法（熱溶法）質(zhì)量穩(wěn)定可靠，可根據(jù)產(chǎn)品使用載荷工況，可選擇高強、高彈模、高韌的纖維，耐高低溫、耐光照老化、耐酸堿腐蝕、耐候性等熱塑熱固樹脂，被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。目前，中國航天主承力結(jié)構(gòu)使用是第二代T800量級碳纖維，根據(jù)使用溫度不同，樹脂開發(fā)出環(huán)氧、氰酸酯、雙馬及聚酰亞胺體系等。理論上講，固化后樹脂基復(fù)合材料纖維體積含量為60%，力學(xué)性能最優(yōu)，所以通常預(yù)浸料纖維體積含量為57%。當然，復(fù)合材料制品的力學(xué)性能不僅僅由纖維體積含量決定，還由制品固化度、空隙率、纖維貢獻率等多因素決定。

新7系的hybrid B柱采用預(yù)浸料增強熱成型鋼工藝，零件供應(yīng)商是Hexcel Austria (Neumarkt)，樹脂是Hexcel自己開發(fā)的HexPly M77環(huán)氧體系，固化制度為160℃/1.5min。碳纖維織物由西格里碳素集團（SGL Carbon SE）提供。截止2019年5月份，寶馬持有SGL Carbon SE 18%的股份，這就是為什么寶馬i3、i8及inext系列車型使用的都是西格里的碳纖維織物。同樣，西格里并沒有像Toray開發(fā)各種規(guī)格的纖維系列產(chǎn)品，只為寶馬“私人訂制”。

碳纖維與熱成型鋼之間存在電勢差，相比之下，金屬更容易失去電子被腐蝕。此外，碳纖維和熱成型鋼在熱漲系數(shù)上差一個數(shù)量級，經(jīng)高溫到室溫冷裝配狀態(tài)存在較大殘余應(yīng)力。針對以上問題，結(jié)合高強鋼成型工藝特點，寶馬在碳纖維和金屬件之間添加固態(tài)環(huán)氧膠膜，形成彈性耗散隔離層，巧妙解決兩大難題的同時，利用熱成型余熱完成共固化裝配，提高子總成裝配效率。此工序中的壓機與濕法模壓的壓機沒有區(qū)別，但是前預(yù)熱設(shè)備、后處理設(shè)備大不相同。如圖1所示，兩個預(yù)制體和預(yù)熱后的高強鋼毛坯完成匹配，實現(xiàn)一次壓制完成左右B柱成型。較之前的純金屬B柱結(jié)構(gòu)，預(yù)浸料增強熱成型鋼hybrid B柱具有更高的抗沖擊性能，減重2公斤。

 吉林省華陽新材料研發(fā)有限公司 孟凡壹 供稿

更多復(fù)合材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用，可前往第七屆全國交通運輸領(lǐng)域復(fù)合材料科技會議（NCCT-7）現(xiàn)場了解。

會議日程（擬）

會議形式

1.論文征集：會前征集論文、技術(shù)報告、工程應(yīng)用案例等匯編成冊。優(yōu)秀論文經(jīng)專家及編輯評審合格，可直接錄用并發(fā)表在《復(fù)合材料學(xué)報》（EI檢索）。

2.特邀報告：針對復(fù)合材料及交通運輸領(lǐng)域企業(yè)應(yīng)用的重點問題，從原材料、設(shè)計、工藝、裝備、應(yīng)用等復(fù)合材料全產(chǎn)業(yè)鏈及交通運輸領(lǐng)域各個方面邀請報告提出應(yīng)用單位具體需求。

3.分會場：會議期間，針對航空分會場、航天分會場、軌道交通分會場、海洋與船舶工程分會場、汽車新能源分會場、土木工程（道路與橋梁）分會場等5個領(lǐng)域的重點問題，由中國復(fù)合材料學(xué)會分支機構(gòu)牽頭，組織相關(guān)行業(yè)人員進行探討交流。

4.技術(shù)創(chuàng)新獎：評選“2019年度交通運輸領(lǐng)域復(fù)合材料技術(shù)創(chuàng)新獎”并頒發(fā)證書，具體評選辦法將另行通知。

5.展覽展示：會場設(shè)置交通運輸領(lǐng)域復(fù)合材料行業(yè)科研或工程成果宣講展示專區(qū)，形式包含海報（科研論文、工程案例、產(chǎn)品宣傳等）、實物產(chǎn)品、模型、多媒體展示專區(qū)等，促進成果轉(zhuǎn)化與應(yīng)用；展臺大小約為4平方米。所有需要張貼海報、展示產(chǎn)品/模型/樣機的參會代表請?zhí)崆芭c會務(wù)組聯(lián)系提供相關(guān)需求。

6.參觀考察：會議期間組織參觀當?shù)亟煌I(lǐng)域復(fù)合材料企業(yè)。

報名方式：掃描下方二維碼填寫信息預(yù)報名即可享受早鳥優(yōu)惠價

聯(lián)系方式

    中國復(fù)合材料學(xué)會秘書處

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