当前汽R行业新的轻量化解x案必L众多的要求——它们不仅要为最l部件的减重、还要ؓ(f)最l部件的降本提供机遇。因此，它们需要用成本合理的材料Q而且q些材料要具有可回收的潜力?/span>
虽然热塑性复合材料符合这些要求，但加工方面的挑战却一直阻着其应用?/span>
由韩国EELCEE公司开发的一U名为“Q(jng)EE-TECH”的新型热塑性复合材料预成型技术及(qing)相应的加工设备，据说为应对这些挑战而提供了轻量化的解决Ҏ(gu)?/span>
QEE-TECH技术可以成形出热塑性复合材料部件所需的复杂的三维预成型gQƈ降低了大扚w生热塑性复合材料部件所需的成本和旉。所用的讑֤由EELCEE公司与位于韩国京畉K的机器h技术公司Robostarl徏的合资企业QEESTAR刉?/span>
Z展示q家合资企业正在不断提升的这Ҏ(gu)术的能力QEELCEE公司与一家提供R门模块的汽R供应商实施了一个示范项目?/span>
黏度太大而难于加?/strong>
与相应的热固性材料相比，热塑性聚合物相对较高的黏度是带来加工问题的主要原因?/span>
“热塑性树(wi)脂的高黏度对渍Ҏ(gu)提出了严格的要求Q而后l的成型操作则对预成型g的完整性和模具提出了严格的要求。”EELCEE公司CEO Queein Chang-Manson介绍说?/span>
册一问题Q该公司正在成Ş预浸渍的U维l构Q然后将预浸渍的预成型g(预浸?攑օ模具中，q对其包覆成型，从而通过在模外浸渍连l纤l、然后再此预浸料放入模具中Q来解决q箋U维在注或模压模具中出现的渍不良问题?/span>
“通过在注塑和模压成型的部件中装单向U维和织物复合材料的嵌gQQEE-TECH技术在设计I间上ؓ(f)大批量生产的热塑性复合材料带来了明显的进步，而且便于在一个单独的部g中集成多U功能。”她解释_(d)“这计师带来了设计自由度Q允总们将昂贵的高性能q箋U维材料只铺攑ֈ必要的地方，同时采用较低成本、较低性能的易动性材料来保形状的自由度Q以此来优化成本和性能。?/span>
在一pd的应用中QEELCEE公司已证明了可以减重20%~30%(Ҏ(gu)情况下高?0%)Qƈ可以降低10%~20%的成本?/span>
2013q_(d)EELCEE公司在JEC亚洲展期间获得了JEC创新奖，当时的获奖品是由成型商韩华集团采用三维 QEE-TECH技术ؓ(f)C起亚汽R集团生的一U热塑性保险杠pȝ?/span>
自动化的工艺
自动化的铺层、成形、切割和润。完全自动化的QEE-TECH讑֤采用了一U夹P它被固定在一个可旋{、滑动和(?倾斜的台面上。该装置能快速地材料铺放成惌的三lŞӞ由此而获得的预成型g在得到自动切割和预浸渍后Q进入注塑或模压包覆成型操作中?/span>
q种三维预成型工艺可?0s的@环时间内完成(囄来自EELCEE公司)
QEE-TECH三维预成型设备的设计Q允许在一个单独的操作步骤中，生出拥有多U功能和订制l构性能的Ş状复杂的部g?/span>
q一完全自动化的q程Q首先是从一个筒架拉出多根连l碳U维或玻璃纤l的_纱或丝束，使之通过一pd的模_(d)以便采用适当的树(wi)?如PA、PP、ABS和PEEK{?对其q行润而开始的?/span>
“当强度是考虑的重Ҏ(gu)Q已l证明了ȝU维是首选的替代材料Q但如果高刚性是首要要求Ӟ纤l可能是首选材料。”Chang-Manson说?/span>
在浸润过E中Q材料通过一个预热炉。下一步，均匀的熔融丝束沉U到一个夹具上Q该夹具被固定在一个可旋{、滑动或倾斜的工作台机器Z。在沉积q程中，一个压辊向丝束施加压力?/span>
MQ该生装置采用?台机器h——一个头部机器hpȝ用于沉积材料Q另外还包括台式机器人系l和支撑机器人系l?/span>
通过快速铺放成一个理想的三维形状Q一个开式、订制的三维骨架(预浸?卌制备出来。通过一个喷气系l，铺放的材料得到冷却。然后，q一成品的固体复合材料预成型件在得到自动切割后，q入包覆成型操作中?/span>
q一完全自动化的预成型生产设备可与集成的包覆成型操作同步Q从而在高达400℃的温度下实现高效铺层。这U三l预成型工艺可在60s的节拍时间内完成?/span>
“Q(jng)EE-TECH技术是为大扚w地生产结构部件而设计的。”Chang-Manson_(d)“每一个生产装|提供不?min.的节拍时_(d)每年可生?万~30万个部g。?/span>
通常Q传l的规整或短U维增强的聚合物(PA、PP、PET和ABS{?被用于包覆成型操作中Q特别是注塑成型或模压成型?/span>
“这是一U非{温的工艺。”Chang-Manson解释_(d)“嵌件被预热到刚好低于熔融的温度Q而包覆成型的材料被加热到熔融温度以上。由此，注塑压力实现了低孔隙率以?qing)嵌件与包覆成型的聚合物之间的良好粘接，循环旉与普通的注塑成型一栗?/span>
据介l，在被整合成一条生产线Ӟq种预成型工艺没有对包覆成型的@环时?与注塑成型的一?带来负面影响。该预成型生产装|还可被集成到其他的复合材料生技术中Q如RTM和热成型?/span>
复合材料的门模块
装配q箋U维的“骨架”。QEE-TECH讑֤能够对R门模块的主要l构强度部gq行快速铺?左上)Q以创徏Z些可以在模具中组合成一个开式、订制三l骨架的片料。当被纳入到一个集成的生U中Ӟq种预成型工Z影响包覆成型工艺的@环时?囄来自EELCEE公司)
EELCEE公司与韩国的汽R雉件制造商Duckyang实业有限公司和MS Autotech公司合作Q共同开发了一U复合材料的门模块。这研I得C韩国贸易、工业和能源?MOTIE)以及(qing)韩国U学技术院(KIAT)的支持?/span>
“这一概念的h(hun)g要在于，为同样h(hun)D围的金属门模块提供了减重、降本和减少子部件数量的机遇。通过采用q箋U维预成型g对热塑性复合材料的门进行局部增强，可以实现高达20%的减重。”她补充道?/span>
针对q一门模块，EELCEE公司采用了一U所谓的“M-Tow”专有系l。这是一U编l系l，可将单向带纤l丝束与一U适当的纤l编l物??聚合物包在一P从而可以丝束在随后的自动铺层q程中受热变形，而不?x)对复合材料的固l带来Q何损失，也不?x)出现聚合物的渗出。它q允许编l的丝束能够在Q何Ş式的三维铺层q程中实现自支撑?/span>
只在所需之处使用q箋U维。这N用QEE-TECH三维预成型g制成的热塑性复合材料的车门仅由6个部件构成，相比之下Q钢车门?7个部件。在打开的门框架上可以看到这U包覆成型的预成型g(囄来自EELCEE公司)
QEE-TECH工艺q允许客戯够针对专门的载荷引入和蝲荷分布而铺成各U各L(fng)三维预成型g。通过适当的设计，q能够减子部g的数量——这U热塑性复合材料的车门模块仅由6个部件组成，相比之下Q传l的钢门模块?7个部件组成?/span>
“在开发此部gӞ需要考虑整个价值链的所有因素，包括Q生产工艺和模具设计Q装配和使用寿命l束后。”Chang-Manson指出Q“向局部引入嵌件可以提高性能Q但q必然会(x)增加复杂性。因此，非常重要的是Q需要对‘在哪些斚w优先考虑性能以将复杂性降到最低’作出定义。?/span>
对R门的重新设计不仅集中在减重方面，q集中在工程强度斚w。ؓ(f)验证工艺的可靠性和产品的性能QEELCEE公司在采用不同材料组合和形状配置的各U预成型件上做了q泛的试验?/span>
“我们的合作伙伴对生产出的原型部仉常满意。”Chang-Manson_(d)“它们尺寸稳定，而且看v来有利于大批量生产。?/span>
据说Q韩国现代汽车有限公司已在紧密跟q该车门目Qƈ正在考虑此技术用于生产之中?/span>
试验完成后，EELCEE公司计划联系其他的OEMs?/span>
