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三菱化学碳纤维SMC材料有望用于电池盒

新年新气象,小菱通祝大家虎年虎虎生威,开工大吉!


虎年第一次和大家见面,小菱通给热爱学习的大家带来第一批“干货”。本期将介绍碳纤维复合材料相关的技术知识,赶紧点击了解吧!

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在阅读本文之前,大家对碳纤维是什么印象呢?


曾经,小菱通觉得碳纤维就是高端的代表,是黑色黄金,也听过一根碳纤维比头发丝还要细的“传说”。在飞机航天,高尔夫球杆和钓鱼竿以及高端跑车或者F1赛车等等应用领域,都可以见到碳纤维的身影,觉得这样高大上的碳纤维“高不可攀”,距离我们的实际生活也非常遥远。


今天小菱通的介绍或许会改变大家的想法。它是FMC(CF-SMC),一款十分亲民的碳纤维复合材料。我们也相信在不久的将来,它会愈来愈频繁地出现在我们的生活中。


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01·FMC(CF-SMC)介绍


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此外,与使用长纤维的碳纤维中间材料相比,通过随机排列短碳纤维,确保了材料整体的流动性,可以制造具有加强筋等复杂结构的零件。

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三菱化学株式会社的碳纤维FMC (CF-SMC)是一种片状中间材料,由切割的高强度碳纤维浸渍在热固性树脂中制成。它是一种可以模压成型的材料,与传统的热压罐成型和烘箱成型相比,成型时间可以显著缩短。


片状模塑料(SMC)是目前汽车工业中使用最广泛的热固性复合材料。一般的SMC是指玻璃纤维(GF)增强复合材料,通常使用的树脂体系为含有各种添加剂和催化剂的热固性基体树脂(树脂主要采用不饱和聚酯树脂)。此外,SMC可以在较短的成型周期时间内获得成型产品,并且可以实现轻量化。




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02·FMC(CF-SMC)制造工艺


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此时,短切碳纤维呈夹在上下树脂之间的夹层状态,被送至一系列滚轴,将片材内部空气压出,碳纤维浸入树脂中,形成CF-SMC。


之后,将涂有树脂浆料的上表面的载体膜以树脂面朝下的方式放置在短切碳纤维上。


用旋转切割器切割连续碳纤维至长度为1inch,切碎的碳纤维随机分布在带有树脂的底面载体膜上。纤维的量则由切割器和载体薄膜的速度控制。


在开始生产之前,将基体树脂、增稠剂、固化剂和所有添加剂预混合的树脂放置到盒体中。接下来,树脂被以恒定的速度铺设到盒体下方移动的载体膜上。


上图展示了一条典型的FMC(CF-SMC)生产线。FMC(CF-SMC)以连续片材的形式制造。


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03·FMC(CF-SMC)特征


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  • 为汽车和工业应用开发

  • 优良的流动性,可以成型大批量和形状复杂的零件

  • 重量轻,弹性模量高

  • 以高韧性乙烯基酯树脂为基体树脂,强度高。

  • 三菱化学提供从碳纤维FMC (CF-SMC)材料的生产和供应到规划、设计和开发的全面支持。


三菱化学株式会社的FMC(CF-SMC)在轻质、强度和易成型性之间取得了非常好的平衡。拥有下列特点:



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04·FMC(CF-SMC)成型工艺


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快速固化模压成型

(2分钟@140°C,厚度2mm)

1

流动性好(可进行大型复杂成型)


可使用通用油压成型机

1

成型压力3-10MPa

2

模具温度130-150℃


低成本

1

无需预制件

2

可以形成复杂的形状

3

通过集成部件降低成本

4

成型过程中的废料非常少

5

成型后无需修毛边

6

可使用金属嵌件


成型过程如图所示,材料在模具中流动成型且具有以下特点。


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05·FMC(CF-SMC)量产应用


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丰田GR Yaris的车顶采用了碳纤维FMC™(CF-SMC),因可实现大幅减重和同时拥有高材料性能而受到高度评价。


三菱化学株式会社也在不断开发新的FMC™(CF-SMC)材料,如高物性牌号,阻燃牌号,环氧基树脂牌号等等,将来有望应用在汽车的底盘结构件,电池盒等各个方面。


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丰田汽车公司 GR Yaris碳纤维车顶


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FMC(CF-SMC)被用于丰田汽车公司普锐斯插电式混合动力汽车“普锐斯PHV”的后门内板。这是CF-SMC材料首次在量产车型中采用。它的显著减重、零件的高性能、可生产复杂零件的成型性以及制造量产汽车零件所需的生产率等方面都获得了非常高的评价。


图片来源丰田株式会社


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丰田汽车公司 普锐斯PHV后门内板



来源:三菱化学  汽车相关解决方案

编辑:艾可



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