碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的案例
車用碳纖維復(fù)合材料時(shí)代的大門已經(jīng)打開(kāi)！
業(yè)界公認(rèn)，CFRP(碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)是目前解決新能源汽車減重的最好方法，碳纖維的應(yīng)用可使汽車減重30%～60%，被譽(yù)為“輕量化之王”，是新能源汽車“瘦身革命”的領(lǐng)導(dǎo)者，在汽車輕量化方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
縱覽當(dāng)前新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況，可以發(fā)現(xiàn)，碳纖維復(fù)合材料在新能源汽車中的廣泛運(yùn)用是一種必然結(jié)果，也是新能源汽車企業(yè)進(jìn)行汽車生產(chǎn)與制造的必然選擇。（來(lái)源：塑商匯）
新孚達(dá)(NFD)開(kāi)發(fā)出超強(qiáng)碳纖維增強(qiáng)塑料
一直以來(lái)西方國(guó)家高性能碳纖維對(duì)中國(guó)限制出口，特別能用于軍事用途的復(fù)合碳纖維材料，更是嚴(yán)加管制。國(guó)內(nèi)受技術(shù)條件等綜合因素限制，加之配方設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)落后，高性能碳纖維復(fù)合塑料發(fā)展非常緩慢。由于高性能碳纖維復(fù)合塑料長(zhǎng)期被國(guó)外巨頭壟斷，使得超高性能碳纖維復(fù)合塑料價(jià)格昂貴，且購(gòu)買困難，國(guó)內(nèi)企業(yè)經(jīng)常會(huì)遇到有錢也買不到材料的情況。因此，江蘇新孚達(dá)復(fù)合材料有限公司(NFD)在引進(jìn)國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀人才后，針對(duì)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料重點(diǎn)開(kāi)發(fā)，成功研發(fā)出具有超高物理強(qiáng)度，具有一定韌性好、高耐熱、高耐磨、耐化學(xué)、高模量的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，相比于國(guó)外進(jìn)口碳纖維增強(qiáng)工程塑料，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)物性數(shù)據(jù)表明，均已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/39947.html
新孚達(dá)NFD超強(qiáng)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料系列，彎曲剛度超過(guò)52GPa，彎曲強(qiáng)度高達(dá)520MPa，拉伸強(qiáng)度高達(dá)315MPa，具有極高的機(jī)械強(qiáng)度與抗沖擊能力，尺寸穩(wěn)定性高，低翹曲。新孚達(dá)Hepla? H7200-XCF系列成型零部件比鋼輕75%，比鋁輕40%，具有卓越的拉伸性能與韌性特性，適用于降低零部件質(zhì)量，降低成本解決方案。
新孚達(dá)(NFD)超強(qiáng)碳纖維增強(qiáng)塑料成功打破國(guó)外壟斷，表明國(guó)內(nèi)在碳纖維復(fù)合材料方面實(shí)現(xiàn)了彎道超車，在改性工程塑料領(lǐng)域意義非凡!https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/39914.html
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展開(kāi) 新能源汽車碳纖維復(fù)合材料車門輕量化設(shè)計(jì)
以分析結(jié)果為參考，采用等質(zhì)量替換法，建立碳纖維復(fù)合材料車門的有限元模型。以復(fù)合材料車門質(zhì)量最小化為目標(biāo)函數(shù)，靜態(tài)性能為約束條件，進(jìn)行了自由尺寸優(yōu)化、尺寸優(yōu)化、鋪層順序優(yōu)化。對(duì)優(yōu)化結(jié)果規(guī)整后進(jìn)行性能驗(yàn)證。結(jié)果表明，獲得的優(yōu)化方案在滿足性能要求的前提下，實(shí)現(xiàn)了車門減重48.3%，完成了車門的輕量化設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：新能源;碳纖維復(fù)合材料;HyperWorks;拓?fù)鋬?yōu)化;輕量化;
0 引言
汽車輕量化是在保證其基本的使用性能、安全性和其成本控制要求的前提下，從結(jié)構(gòu)、材料、工藝等方面，應(yīng)用新設(shè)計(jì)、新材料、新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車整體的減重，以完成汽車向“低能耗”、“低排放”的轉(zhuǎn)變。材料輕量化是實(shí)現(xiàn)車身輕量化設(shè)計(jì)的主流方向之一。作為車身的關(guān)鍵部件之一，車門需要保證足夠的剛度、強(qiáng)度，從而使整車具有良好的安全、振動(dòng)噪聲和耐久性能。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料以其優(yōu)異的綜合性能、高比強(qiáng)度和比模量和靈活的可設(shè)計(jì)性在眾多新型輕量化材料中脫穎而出。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的密度僅為鋼材密度的20%，鋁合金密度的60%，其應(yīng)用可以使車身減輕30%～60%[1]，其質(zhì)量?jī)H為鋼的1/4，強(qiáng)度則是鐵的10倍[2]，是一種理想的輕量化替換材料。陳靜等[3]的研究表明，結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的碳纖維材料電池箱在質(zhì)量減少的同時(shí)，提高了剛度和模態(tài)頻率；陳偉[4]將碳纖維材料引入汽車B柱支撐板，在確保碰撞性能的情況下減重55%。商業(yè)領(lǐng)域中，碳纖維材料已經(jīng)大量應(yīng)用在寶馬、奧迪等量產(chǎn)車型的車身結(jié)構(gòu)中[5]；薛嬌[6]基于傳統(tǒng)金屬材料的汽車B柱，使用等代設(shè)計(jì)的方法將原有的金屬材料替換成碳纖維復(fù)合材料，并在有限元軟件中進(jìn)行仿真分析。
展開(kāi) 拓展工業(yè)應(yīng)用，Stratasys 推出更經(jīng)濟(jì)的碳纖維復(fù)合材料3D打印設(shè)備
碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料及其它們?cè)谥圃熘械膽?yīng)用，被認(rèn)為是一種清潔能源技術(shù)。因?yàn)樗鼈兪且环N輕量化的材料，如果用于制造汽車零部件，將能夠降低能耗。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)這類材料為汽車減少10%的重量時(shí)，汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性就會(huì)提高6％-8％。
工業(yè)級(jí)3D打印企業(yè)Stratasys 在成熟的工業(yè)熔融沉積成型（FDM）3D打印設(shè)備基礎(chǔ)上推出了更為經(jīng)濟(jì)的Fortus 380mc CFE(Carbon Fiber Edition)系統(tǒng)，這一設(shè)備是專門為對(duì)于碳纖維增強(qiáng)材料3D打印的成本更為敏感的工業(yè)用戶而推出的，適用于汽車、航空航天、運(yùn)動(dòng)裝備、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。
可用于輕量化夾具、零部件制造
Stratasys 是最早提供碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料增材制造技術(shù)的公司之一。但隨著市場(chǎng)上制造業(yè)用戶對(duì)于碳纖維復(fù)合材料3D打印應(yīng)用需求的增長(zhǎng)，用戶對(duì)于更為經(jīng)濟(jì)的碳纖維復(fù)合3D打印解決方案的需求也在增長(zhǎng)，針對(duì)這一市場(chǎng)需求，Stratasys 推出更經(jīng)濟(jì)的碳纖維復(fù)合材料3D打印設(shè)備Fortus 380mc CFE, 該設(shè)備可制造尼龍12碳纖維材料,并兼容ASA熱塑性塑料。
尼龍12碳纖維材料的增材制造典型應(yīng)用包括：
零部件功能原型
零部件的短期小批量生產(chǎn)
制造輕量化的夾具
替代金屬材料，制造高強(qiáng)度輕量化零部件
Stratasys Fortus 380mc CFE碳纖維復(fù)合材料3D解決方案適用行業(yè)包括：汽車制造、休閑運(yùn)動(dòng)裝備，海洋裝備，假肢和矯形器制造，醫(yī)療器械，航空航天，以及能源行業(yè)。
著名賽車車隊(duì)Team Penske 在賽車快速迭代與最終零部件制造中應(yīng)用了Stratasys 的3D打印技術(shù)，其中包括尼龍12碳纖維材料3D打印。
展開(kāi) 
什么是碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料（CF/PEEK）？
碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料（CF/PEEK），指碳纖維以粉末、顆粒、連續(xù)纖維（長(zhǎng)纖維）或者織物形式增強(qiáng)聚醚醚酮樹脂基的復(fù)合材料。其中碳纖維以織物形式存在的簡(jiǎn)稱為CFF/PEEK。復(fù)合材料中，樹脂基體賦予了優(yōu)良的力學(xué)性能、熱性能、耐化學(xué)腐蝕性和易加工性能；增強(qiáng)纖維則主要決定了復(fù)合材料的機(jī)械性能。
目前江蘇君華生產(chǎn)的熱塑性PEEK碳纖維復(fù)合材料，已通過(guò)力學(xué)性能測(cè)試，被多家國(guó)內(nèi)知名醫(yī)療器械單位用于醫(yī)療加工髓內(nèi)釘器械的瞄準(zhǔn)架。目前驗(yàn)證下來(lái)發(fā)現(xiàn)，熱塑性CF/PEEK碳纖維復(fù)合材料加工的瞄準(zhǔn)架透光性好，強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)性定，100次消毒后依然可以精準(zhǔn)定位。
展開(kāi) 打破國(guó)外壟斷 金旸碳纖維復(fù)合材料助推輕量化升級(jí)
近年來(lái)，環(huán)境污染、能源短缺的問(wèn)題日漸突出，節(jié)能、環(huán)保、輕量化逐漸成為新材料發(fā)展的主要趨勢(shì)之一。面對(duì)航空航天、軌道交通、電力電子、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)的輕量化趨勢(shì)，高強(qiáng)輕合金、高性能纖維、特種合金等各類新型材料不斷涌現(xiàn)，碳纖維成為其中最受歡迎的材料之一。
碳纖維在所有高性能纖維中具有最高的比強(qiáng)度、比模量以及優(yōu)異的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能，素有“材料之王”的美譽(yù)。其中，以碳纖維為增強(qiáng)體，結(jié)合工程塑料耐腐蝕、低比重、抗沖擊、易成型、可二次使用等優(yōu)點(diǎn)制備的碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料(CFRTP)，因其出色的性能已廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器等工業(yè)領(lǐng)域。然而，由于研發(fā)難度大、國(guó)內(nèi)起步晚等原因，這種材料主要被國(guó)外大公司壟斷。
作為一家以技術(shù)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的新材料科技公司，金旸新材料一直致力于研發(fā)高端先進(jìn)材料。為了研發(fā)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料，金旸專門成立了一支經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研發(fā)，連續(xù)攻克了電磁屏蔽、材料導(dǎo)熱等若干個(gè)技術(shù)難關(guān)，終于成功研發(fā)出碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料。
目前，該款材料正在申請(qǐng)多項(xiàng)技術(shù)專利。它的出現(xiàn)，將改變市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局，打破高端材料被國(guó)外壟斷的現(xiàn)狀，推動(dòng)國(guó)內(nèi)輕量化技術(shù)的發(fā)展。
據(jù)了解，該款材料能最大限度地保持碳纖維長(zhǎng)度，充分分散到工程塑料基體中，改進(jìn)了高性能材料表面質(zhì)量差的缺點(diǎn)，兼顧性能和美觀。不僅如此，它將同類材料的價(jià)格降低了約50%，可以為新能源汽車、電子電器等領(lǐng)域的客戶提供更具性價(jià)比的材料支撐。
中國(guó)石化集團(tuán)公司首席專家喬金梁教授認(rèn)為，伴隨著碳纖維的國(guó)產(chǎn)化，碳纖維價(jià)格將大幅降低，應(yīng)用會(huì)不斷拓展，和其他工程塑料復(fù)合之后形成的改性新材料，將會(huì)有很大的市場(chǎng)。
1、為新能源汽車減重降本、提升續(xù)航能力
對(duì)新能源汽車來(lái)說(shuō)，重量的減輕意味著續(xù)航里程的增加。研究表明，純電動(dòng)汽車整車質(zhì)量若降低10kg，續(xù)駛里程則可增加2.5km。
展開(kāi) 碳纖維材料在汽車輕量化中到底有何特別之處？
在復(fù)合材料中常采用的有環(huán)氧樹脂、雙馬來(lái)酰酞亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂以及酚醛樹脂等。
熱塑性樹脂由線型高分子量聚合物組成, 在一定條件下溶解熔融, 只發(fā)生物理變化。常用的有聚乙烯、尼龍、聚四氟乙烯以及聚醚醚酮等。在碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料中, 碳纖維起到增強(qiáng)作用, 而樹脂基體則使復(fù)合材料成型為承載外力的整體, 并通過(guò)界面?zhèn)鬟f載荷于碳纖維, 因此它對(duì)碳纖維復(fù)合材料的技術(shù)性能、成型工藝以及產(chǎn)品價(jià)格等都有直接的影響，碳纖維的復(fù)合方式也會(huì)對(duì)復(fù)合材料的性能產(chǎn)生影響。
07 碳纖維增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料
短切碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料（SCFRTP)是工程材料中一個(gè)重要的組成部分。這類復(fù)合材料通常具有較好的機(jī)械性能、良好的經(jīng)濟(jì)效益并且可以通過(guò)熱壓成型、擠出成型或注塑成型的方法制造出各種形狀的產(chǎn)品。尼龍6是一種具有較廣的應(yīng)用領(lǐng)域的熱塑性樹脂材料，而填料增強(qiáng)改性是提升尼龍6復(fù)合材料性能較為常用且有效的改性方法。
碳纖維增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料（PA6/CF)的研究，在近年來(lái)受到了大量的關(guān)注。PA6/CF復(fù)合材料的性能受到許多因素的影響：加工方法與工藝，復(fù)合材料中碳纖維的含量與長(zhǎng)度，碳纖維的分散性及取向，碳纖維與PA6界面結(jié)構(gòu)及尼龍6與碳纖維本身的特性等。
然而，熱塑性復(fù)合材料的機(jī)械性能主要取決于聚合物基體的微觀結(jié)構(gòu)與纖維與基體的界面性能，因而對(duì)比分析復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能顯得尤為重要。
展開(kāi) 熱塑性碳纖維復(fù)合材料優(yōu)勢(shì)比較及應(yīng)用展望
碳纖維材料是在上世紀(jì)六十年代末才首次投入市場(chǎng)，我國(guó)掌握碳纖維材料生產(chǎn)技術(shù)也是近十年的事情，但碳纖維材料憑借其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)——高比強(qiáng)度、高比模量、耐磨、導(dǎo)電性、長(zhǎng)期受力不發(fā)生蠕變和疲勞、X射線透過(guò)性好、尺寸穩(wěn)定、熱膨脹系數(shù)小、耐腐蝕、耐高溫等等特點(diǎn)，成為性能廣、用途多的增強(qiáng)纖維之一，廣泛用于宇航、衛(wèi)星、精密儀器、民用、火箭、飛機(jī)、X射線裝置、醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。
迄今為止，國(guó)內(nèi)正在應(yīng)用的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料還是以環(huán)氧樹脂為基體的熱固性復(fù)合材料為主，然而，由于基體樹脂本身所具有的缺陷，直接影響到這類碳纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合材料在高溫濕態(tài)環(huán)境中的力學(xué)性能表現(xiàn)，在滿足高端應(yīng)用需求時(shí)存在障礙。
熱塑性復(fù)合材料自上世紀(jì)70年代初被開(kāi)發(fā)以來(lái)，越來(lái)越受到各國(guó)重視，相關(guān)的研究及應(yīng)用都十分活躍。航天、航空、汽車、化工、電子電器等領(lǐng)域均是熱塑性復(fù)合材料應(yīng)用和發(fā)展速度較快的領(lǐng)域。特別是近10年來(lái)，每年的消費(fèi)量均以25%的速度增長(zhǎng)，發(fā)展速度比熱固性復(fù)合材料高數(shù)倍。
與熱固性碳纖維復(fù)合材料相比，熱塑性碳纖維復(fù)合材料具有以下的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：韌性比較高、損傷容限大、介電常數(shù)比較好、維修方便、有類似于金屬的加工特性、成本低等優(yōu)點(diǎn)。從制作工藝角度看，熱塑性碳纖維復(fù)合材料的原材料儲(chǔ)存期不受限制、不需低溫貯存、成型加工周期比較短、成型不需要熱壓罐等大型專用設(shè)備，尤其是它所具有的良好的可循環(huán)性、可回收、可重復(fù)利用和不污染環(huán)境等特性很好地適應(yīng)了當(dāng)今世界對(duì)材料產(chǎn)業(yè)所提出的環(huán)保要求。
因此，過(guò)去以熱固性碳纖維復(fù)合材料制品為主要方向的下游廠商開(kāi)始轉(zhuǎn)變目光，把更多的資源傾向于發(fā)展熱塑性碳纖維復(fù)合材料制品方面。
展開(kāi) 基于OptiStruct的碳纖維復(fù)合材料覆蓋接頭設(shè)計(jì)優(yōu)化 附optistruct用戶手冊(cè)下載
05
結(jié)論
本文提出的在接頭上覆蓋碳纖維增強(qiáng)材料的設(shè)計(jì)方法，可以有效提高接頭剛度，從而提高車身整體剛度，實(shí)現(xiàn)車身的輕量化設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)復(fù)合材料覆蓋鋁合金T型焊接接頭的優(yōu)化，可知OptiStruct軟件可以很好地支持復(fù)合材料的鋪層角度與鋪層順序的設(shè)計(jì)優(yōu)化，結(jié)合復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性，可以廣泛應(yīng)用于各種車型的車身開(kāi)發(fā)。本文所述碳纖維復(fù)合材料覆蓋接頭方案已經(jīng)申請(qǐng)專利，請(qǐng)勿擅自模仿。
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超高性能碳纖維復(fù)合材料取代鋁用于機(jī)油控制閥
亞洲一家汽車制造商改變了控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和排氣機(jī)油控制閥的傳統(tǒng)材料，而是采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料取代了鋁材。
這種由高性能熱塑性材料制成的閥門（根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸，每輛車約配備2-8個(gè)閥門）極大降低了汽車的制造成本和重量，并提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)速度。
2018年的9月5日-7日，邁阿密將舉辦美國(guó)塑料工程師協(xié)會(huì)汽車復(fù)合材料會(huì)議（簡(jiǎn)稱SPE ACCE），屆時(shí)將向人們展示一種名為“Sumiploy CS5530”的新型樹脂，該材料是由日本東京住友化學(xué)公司生產(chǎn)的，并由該公司負(fù)責(zé)在北美市場(chǎng)的銷售。
Sumiploy樹脂擁有著一種獨(dú)特配方，它是在住友公司生產(chǎn)的聚醚砜（PES）樹脂中添加短切碳纖維和添加劑制成的，可極大提高材料耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。據(jù)稱，該復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐熱性、良好的尺寸穩(wěn)定性和在較寬溫度范圍內(nèi)的長(zhǎng)期抗蠕變性、良好的沖擊強(qiáng)度，以及對(duì)諸如汽油、乙醇和發(fā)動(dòng)機(jī)油等芳香族化合物的耐化學(xué)性、固有的阻燃性和高的抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性（ESCR）等一系列優(yōu)異的性能。與其他許多耐高溫?zé)崴苄?em>材料不同，Sumiploy CS5530具有高流動(dòng)性，這便使其更易于成型出高精密度的3D幾何形狀。
在控制閥的實(shí)際應(yīng)用中，Sumiploy CS5530復(fù)合材料必須達(dá)到工程要求的超高尺寸精度（10.7 mm±50 mm或0.5％）、-40℃至150℃的熱穩(wěn)定性、低摩擦系數(shù)、對(duì)機(jī)油的耐化學(xué)性、優(yōu)異的疲勞強(qiáng)度和抗蠕變性。將鋁材換成熱塑性復(fù)合材料，不僅降低了汽車的生產(chǎn)成本，還大大提高了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和輕量化標(biāo)準(zhǔn)。自2015年投產(chǎn)以來(lái)，該部件一直得到了商業(yè)化的應(yīng)用，作為一種熱塑性材料，它還可以通過(guò)熔融再加工進(jìn)行循環(huán)利用。
展開(kāi) 中空結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料部件已經(jīng)可以做出來(lái)了
中空結(jié)構(gòu)的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）部件可以用于很多領(lǐng)域，像機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)部件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、形狀不規(guī)則的結(jié)構(gòu)件、非圓柱形的罐體以及液體和壓縮氣體的儲(chǔ)罐等
中空結(jié)構(gòu)的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）部件可以用于很多領(lǐng)域，像機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)部件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、形狀不規(guī)則的結(jié)構(gòu)件、非圓柱形的罐體以及液體和壓縮氣體的儲(chǔ)罐等
日本住友：碳纖維復(fù)合材料（CFRP）在油控閥中的應(yīng)用
一家亞洲汽車制造商在可變氣門正時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的注塑成型油控閥中用一種獨(dú)特的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料取代了機(jī)加工鋁，控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和排氣。高性能熱塑性閥門（每輛車2-8個(gè)閥門，取決于發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸）降低了成本和重量，并改善了發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)時(shí)間，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)性能。該聚合物稱為Sumiploy CS5530樹脂，由Sumitomo Chemical Co.Ltd.（日本，東京）生產(chǎn)，并由Sumitomo Chemical Advanced Technologies LLC（Phoenix，AZ，US）在北美銷售。
Sumiploy樹脂是Sumitomo的SumikaExcel聚醚砜（PES）樹脂加上短切碳纖維和專有添加劑包的配方，據(jù)說(shuō)可提高耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。據(jù)報(bào)道，所得到的高性能復(fù)合材料在寬溫度范圍內(nèi)具有良好的耐熱性，良好的尺寸穩(wěn)定性和長(zhǎng)期抗蠕變性，良好的沖擊強(qiáng)度，對(duì)汽油，乙醇和發(fā)動(dòng)機(jī)油等芳烴的耐化學(xué)性，固有的阻燃性，以及高環(huán)境抗應(yīng)力開(kāi)裂性（ESCR）。與許多其他對(duì)模具有挑戰(zhàn)性的高溫?zé)崴苄运芰喜煌琒umiploy CS5530樹脂具有高流動(dòng)性，據(jù)報(bào)道可以更容易地在薄壁上模塑高精度3D幾何形狀。
對(duì)于油控閥應(yīng)用，Sumiploy CS5530復(fù)合材料必須通過(guò)的關(guān)鍵工程要求包括超高尺寸精度（10.7 mm±50 mm或0.5％），-40至150℃的熱穩(wěn)定性，低摩擦系數(shù)，耐化學(xué)性發(fā)動(dòng)機(jī)油，良好的疲勞強(qiáng)度和抗蠕變性。從機(jī)加工鋁到工程熱塑性復(fù)合材料的改變的驅(qū)動(dòng)因素包括降低制造成本，改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能和降低重量。該部件自2015年開(kāi)始生產(chǎn)（SOP）以來(lái)一直處于商業(yè)用途，從而建立了可靠的性能記錄。作為熱塑性塑料，它在車輛壽命結(jié)束時(shí)完全可回收（可熔融再加工）。
展開(kāi) 超高性能碳纖維復(fù)合材料取代鋁用于機(jī)油控制閥
亞洲一家汽車制造商改變了控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和排氣機(jī)油控制閥的傳統(tǒng)材料，而是采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料取代了鋁材。
這種由高性能熱塑性材料制成的閥門（根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸，每輛車約配備2-8個(gè)閥門）極大降低了汽車的制造成本和重量，并提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)速度。
2018年的9月5日-7日，邁阿密將舉辦美國(guó)塑料工程師協(xié)會(huì)汽車復(fù)合材料會(huì)議（簡(jiǎn)稱SPE ACCE），屆時(shí)將向人們展示一種名為“Sumiploy CS5530”的新型樹脂，該材料是由日本東京住友化學(xué)公司生產(chǎn)的，并由該公司負(fù)責(zé)在北美市場(chǎng)的銷售。
Sumiploy樹脂擁有著一種獨(dú)特配方，它是在住友公司生產(chǎn)的聚醚砜（PES）樹脂中添加短切碳纖維和添加劑制成的，可極大提高材料耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。據(jù)稱，該復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐熱性、良好的尺寸穩(wěn)定性和在較寬溫度范圍內(nèi)的長(zhǎng)期抗蠕變性、良好的沖擊強(qiáng)度，以及對(duì)諸如汽油、乙醇和發(fā)動(dòng)機(jī)油等芳香族化合物的耐化學(xué)性、固有的阻燃性和高的抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性（ESCR）等一系列優(yōu)異的性能。與其他許多耐高溫?zé)崴苄?em>材料不同，Sumiploy CS5530具有高流動(dòng)性，這便使其更易于成型出高精密度的3D幾何形狀。
在控制閥的實(shí)際應(yīng)用中，Sumiploy CS5530復(fù)合材料必須達(dá)到工程要求的超高尺寸精度（10.7 mm±50 mm或0.5％）、-40℃至150℃的熱穩(wěn)定性、低摩擦系數(shù)、對(duì)機(jī)油的耐化學(xué)性、優(yōu)異的疲勞強(qiáng)度和抗蠕變性。將鋁材換成熱塑性復(fù)合材料，不僅降低了汽車的生產(chǎn)成本，還大大提高了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和輕量化標(biāo)準(zhǔn)。自2015年投產(chǎn)以來(lái)，該部件一直得到了商業(yè)化的應(yīng)用，作為一種熱塑性材料，它還可以通過(guò)熔融再加工進(jìn)行循環(huán)利用。
展開(kāi) 無(wú)人機(jī)應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料減重有妙招
從目前情況看，在無(wú)人機(jī)上使用碳纖維復(fù)合材料是減輕機(jī)體重量和增強(qiáng)機(jī)身機(jī)翼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的有效途徑，但是這也需要適用于無(wú)人機(jī)的碳纖維復(fù)合材料在材料設(shè)計(jì)及工藝體系方面進(jìn)行配合，才能最大化地體現(xiàn)和利用碳纖維復(fù)合材料的特殊優(yōu)勢(shì)。（來(lái)源：新材料探路者）
【科普】無(wú)人機(jī)應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料減重的妙招
因此，使用碳纖維復(fù)合材料制作無(wú)人機(jī)機(jī)體時(shí)，最好采用大面積的一體化成型工藝。而且，一體化整體成型還可以避免因分片制備部件、拼接組裝等帶來(lái)的連接問(wèn)題和連接贅重，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減重。
從目前情況看，在無(wú)人機(jī)上使用碳纖維復(fù)合材料是減輕機(jī)體重量和增強(qiáng)機(jī)身機(jī)翼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的有效途徑，但是這也需要適用于無(wú)人機(jī)的碳纖維復(fù)合材料在材料設(shè)計(jì)及工藝體系方面進(jìn)行配合，才能最大化地體現(xiàn)和利用碳纖維復(fù)合材料的特殊優(yōu)勢(shì)。
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