酚醛樹脂車用廣泛 涂裝后顯得很美觀
幫助車輛輕量化的同時兼顧強度絕不是一件容易的事情,鋁材、樹脂材料、碳纖維、復合材料目前還只是少數高端車型的“”,想要普及尚需時日。不過這卻不能澆滅工程師的探索熱情,2013年工程師們除了對其它材料“打主意”,還在想方設法降低現有材料生產制造成本。
樹脂材料做齒輪。上年的東京車展上,日本大豐工業集團旗下的NIPPONGASKET展出了平衡軸用樹脂齒輪。此前平衡軸的齒輪一般由金屬制造。未來很可能會應用在豐田的混合動力車型上,樹脂材質不僅可以使得重量減輕到金屬制品的一半以下,還可以降低運行噪聲。NIPPONGASKET選用酚醛樹脂材料制作齒輪。先在芳綸長纖維表面附著酚醛樹脂粉末,接著將其溶于水中使之均勻分散,再像抄紙那樣制造成2mm厚的片材。將10~20張片材層疊,制成20~40mm的板材,并將板材沖壓成齒輪形狀。這時由于是沖壓,因此齒輪為平齒輪。之后將沖壓件放入模具,加熱、壓縮成型。齒線隨著模具變為傾斜,變成斜齒齒輪。后像金屬齒輪一樣用滾齒機加工,獲得精度。加工余量為0.3mm。成品出來后在內側熱裝金屬襯套,交付給平衡軸廠商日本歐德克斯(OTICS)。
何為平衡軸?據專家介紹,平衡軸的作用是盡可能減小發動機的振動,比如我們拆解過的寶馬N20發動機,它在發動機曲軸的下方疊加布置(上下布置)平衡軸機構,其轉速是曲軸的2倍。兩個平衡軸的轉速相同,方向相反,這次材質改變的就是平衡軸上的齒輪。酚醛樹脂是1872年由德國化學家次提煉出的,其大特點就是耐熱性優秀。它在非常高的溫度下,也能保持其結構的整體性和尺寸的穩定性。正因為這個原因,酚醛樹脂目前被應用于一些高溫領域,例如耐火材料,摩擦材料,粘結劑和鑄造行業。工程人員正是看中了它這一特點,將其運用于發動機平衡軸齒輪制造中。
降低復合材料生產成本。其實復合材料大家都不陌生,碳纖維增強塑料(CFRP)、玻璃纖維增強聚合物(GFRP)等都屬于這個范疇,寶馬i3的乘員艙正是使用CFRP材料制成。雖然它對于車身輕量化可以起到不少積極的作用,不過成本問題是困擾它的夢魘。今年,三菱麗陽宣布該公司利用自主開發的PCM(Prepreg Compression Molding,預浸料模壓成型)法制造的后備廂蓋被日產采用,作為Nismo版本GT-R后備廂制造材質。該后備廂蓋的重量只有鋁合金產品的一半,但剛性卻在鋁合金產品之上。PCM法是采用沖壓機進行壓縮制造CFRP的量產技術,利用固化時間為2~5分鐘的熱固性環氧樹脂來制造預浸料的預制件,然后將預制件放入模具中加熱,并在3~10MPa的高壓下沖壓成型。這種方法將成型作業的周期縮短到了約10分鐘,可用于汽車部件的量產。另外,由于是在高溫高壓下沖壓,因此部件表面的非常平滑,涂裝后也很美觀,這也是次在量產車的外板部件上采用該技術。
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