愛牢達(dá)材料成達(dá)型工藝在汽車輕量化方面的應(yīng)用與發(fā)展
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，整車質(zhì)量每減少100公斤，百公里油耗可降低0.3升至0.6升。
愛牢達(dá)隨著國(guó)家燃油限值的逐漸趨緊，以及電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程問題的凸顯，汽車輕量化已然成為眾多車企實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的“不二選擇”，其中，新材料的應(yīng)用則被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)汽車“減重”的關(guān)鍵。
愛牢達(dá)先進(jìn)材料事業(yè)部亞太區(qū)及印度市場(chǎng)總監(jiān)彭泰瑞近日在接受蓋世汽車記者采訪時(shí)，除肯定新材料在汽車輕量化過程中的重要作用，也同時(shí)指出，目前汽車輕量化所面臨的問題不只是高昂的原材料成本，“對(duì)于一貫以采用傳統(tǒng)材料為主的汽車制造商來說，愛牢達(dá)換用其他輕量化材料意味著其需要進(jìn)一步研究合理的設(shè)計(jì)，從而使汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，汽車配件數(shù)量減少，并且易于裝配，而傳統(tǒng)工藝無(wú)法解決這些難題。”
愛牢達(dá)在結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝中，不管是RTM，或是HP-RTM，都被認(rèn)為是昂貴的工藝流程；鑒于此，愛牢達(dá)提出革新的DFCM工藝方案，除了能降低成本外，也能在產(chǎn)品性能上有所提高，甚至在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的自由度上及品質(zhì)的提升都高于目前一般的WCM工藝。從生產(chǎn)周期上看，最快的HP-RTM材料能以3分鐘的時(shí)間完成，而革新的DFCM則縮至1分鐘。
總體上看，無(wú)論是HP-RTM或DFCM，由于其大大的加速了生產(chǎn)周期，故于輕量化發(fā)展的過程中，兩者均非常重要。HP-RTM能生產(chǎn)較復(fù)雜的零部件，故能整合多個(gè)部件，提高設(shè)計(jì)上的自由度，減少模具的數(shù)目，從而降低復(fù)合材料生產(chǎn)成本；而DFCM由于在設(shè)備上的投入遠(yuǎn)比HP-RTM來得低，同時(shí)產(chǎn)品的品質(zhì)又能比美用高壓釜生產(chǎn)的復(fù)材，故能用于大部分零部件的量產(chǎn)中。
蓋世汽車：您認(rèn)為實(shí)施汽車輕量化的關(guān)鍵是什么？在進(jìn)行輕量化的過程，我們應(yīng)特別注意哪些問題的出現(xiàn)？
彭泰瑞：輕量化是未來的關(guān)鍵趨勢(shì)，我們目前的研發(fā)方向主要是在確保穩(wěn)定提升性能的基礎(chǔ)上，對(duì)各總成零部件進(jìn)行節(jié)能化設(shè)計(jì)，持續(xù)優(yōu)化車型譜。目前汽車輕量化所面臨的問題不只是高昂的原材料成本，也包括如何研發(fā)優(yōu)化組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于一貫以采用傳統(tǒng)材料為主的汽車制造商來說，換用其他輕量化材料意味著其需要進(jìn)一步研究合理的設(shè)計(jì)，從而使汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，汽車配件數(shù)量減少，并且易于裝配，而傳統(tǒng)工藝無(wú)法解決這些難題。
愛牢達(dá)®粘合劑技術(shù)是針對(duì)該問題的一大解決方案，愛牢達(dá)已經(jīng)廣泛運(yùn)用在航空行業(yè)，通過所有驗(yàn)證，安全性高。制造成本方面，目前愛牢達(dá)的產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料汽車零件批量生產(chǎn)、日產(chǎn)量達(dá)1000個(gè)。今后，隨著環(huán)氧樹脂及液態(tài)固化技術(shù)不斷加強(qiáng)，批量生產(chǎn)數(shù)額將不斷加大，制造成本會(huì)進(jìn)一步減少。
蓋世汽車：以您的經(jīng)驗(yàn)來看，相關(guān)企業(yè)應(yīng)如何推動(dòng)中國(guó)輕量化產(chǎn)品及技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展？
彭泰瑞：近年來，中國(guó)在汽車輕量化技術(shù)方面取得了不少成果，一些政策也在促進(jìn)汽車輕量化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。但相對(duì)來說，中國(guó)起步較晚，所以從整個(gè)行業(yè)來看，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不夠清晰完善、相應(yīng)的理論研究較為匱乏、政策的支持也稍顯滯緩，在一些突破性的前瞻性技術(shù)問題上還存在一些瓶頸，而這些正是我們未來發(fā)展的方向。同時(shí)，國(guó)外的輕量化發(fā)展目標(biāo)明確且細(xì)致，比如美國(guó)要在2020年要比2013年降重20%，這就說明已經(jīng)研究了實(shí)現(xiàn)的路徑，這些是值得中國(guó)企業(yè)借鑒的。不過，中國(guó)的企業(yè)潛力巨大，且極具創(chuàng)新性和研發(fā)熱情，相信在不遠(yuǎn)的將來，一定可以在輕量化技術(shù)領(lǐng)域取得矚目成績(jī)。
蓋世汽車：目前愛牢達(dá)與汽車行業(yè)哪些用戶進(jìn)行了合作、進(jìn)行哪些方面的合作？有無(wú)具體案例可分享？
彭泰瑞：如同以往的航空航天領(lǐng)域，愛牢達(dá)先進(jìn)材料事業(yè)部一直位于引進(jìn)汽車結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的最前沿，比如從早期的F1方程式賽車，到今天輕量化的量產(chǎn)汽車，以至安全性能持續(xù)被提高的寶馬i3和i8等，均引用了愛牢達(dá)的樹脂技術(shù)。就寶馬i3而言，它是全球首款全面采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的量產(chǎn)汽車，其碳纖維部件的加工成形便采用了愛牢達(dá)的環(huán)氧樹脂解決方案。可見，快速固化的愛牢達(dá)®樹脂技術(shù)及其“類航空材料”的機(jī)械性能將會(huì)成為純電動(dòng)汽車量產(chǎn)不可或缺
高質(zhì)量生產(chǎn)，一直備受業(yè)界推崇。而如今，動(dòng)態(tài)流體模壓（DFCM）這一新工藝也開始在該領(lǐng)域嶄露頭角。
蓋世汽車：在汽車復(fù)材生產(chǎn)中，高效可靠的成型方案尤為重要。在此方面，愛牢達(dá)有何獨(dú)特工藝以及競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)？
彭泰瑞：愛牢達(dá)創(chuàng)新的樹脂傳導(dǎo)成型方案提供一個(gè)優(yōu)化系統(tǒng)，適用于所謂的高壓RTM系統(tǒng)并縮短制作周期，此工藝不僅提高生產(chǎn)效率，愛牢達(dá)還可促成碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料汽車的量產(chǎn)應(yīng)用。樹脂傳導(dǎo)成型方案20多年前被研發(fā)用于生產(chǎn)航空業(yè)碳纖維復(fù)合材料配件，現(xiàn)今借著這工藝的創(chuàng)新，使其能用于汽車量產(chǎn)領(lǐng)域中，即樹脂注入模腔，填充碳纖維并使其固化成形。高壓樹脂傳導(dǎo)成型方案能使樹脂快速浸漬纖維并加快其固化速度，從而縮短生產(chǎn)周期。
愛牢達(dá)先進(jìn)材料事業(yè)部日前還推出更高效的動(dòng)態(tài)流體模壓成型工藝（DFCM），該工藝是先行在汽車部件纖維上涂布一層樹脂，從而使其進(jìn)入纖維層內(nèi)，此舉減少了纖維浸漬的時(shí)間，并配合固化進(jìn)程以達(dá)至最高效益。能直接借模具提供質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品，其采用了能快速固化環(huán)氧樹脂，其生產(chǎn)部件的特點(diǎn)，是擁有高纖維含量和低空隙率。這是一種經(jīng)過優(yōu)化的模壓工藝，有著簡(jiǎn)單快速制作的過程，可在30秒內(nèi)固化，其生產(chǎn)周期僅為1分鐘。我們的創(chuàng)新技術(shù)“能以一分鐘的時(shí)間制造出可與正壓釜工藝相比的環(huán)氧結(jié)構(gòu)部件”也在JEC World 2016上斬獲創(chuàng)新大獎(jiǎng)。
蓋世汽車：愛牢達(dá)的相關(guān)工藝經(jīng)歷了從RTM到HP-RTM再到DFCM的發(fā)展。那么，具體到輕量化方面，相比RTM，HP-RTM和DFCM的優(yōu)勢(shì)分別是什么？在推動(dòng)汽車輕量化發(fā)展的過程中兩者分別發(fā)揮著怎樣的作用？
彭泰瑞：在常規(guī)的RTM中，生產(chǎn)部件需15至85分鐘不等；而在絕大多數(shù)的情況下，為了達(dá)到材料的最佳表現(xiàn)，后固化處理也是需要的。但近期愛牢達(dá)發(fā)展用于HP-RTM的最新材料，即愛牢達(dá)®LY3585/愛牢固®3475能把時(shí)間縮至少于5分之內(nèi)，即省至85%。
在結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝中，不管是RTM，或是HP-RTM，都被認(rèn)為是昂貴的工藝流程；鑒于此，愛牢達(dá)提出革新的DFCM工藝方案，除了能降低成本外，也能在產(chǎn)品性能上有所提高，甚至在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的自由度上及品質(zhì)的提升都高于目前一般的WCM工藝。從生產(chǎn)周期上看，最快的HP-RTM材料能以3分鐘的時(shí)間完成，而革新的DFCM則縮至1分鐘。
總體上看，無(wú)論是HP-RTM或DFCM，由于其大大的加速了生產(chǎn)周期，故于輕量化發(fā)展的過程中，兩者均非常重要。HP-RTM能生產(chǎn)較復(fù)雜的零部件，故能整合多個(gè)部件，提高設(shè)計(jì)上的自由度，減少模具的數(shù)目，從而降低復(fù)合材料生產(chǎn)成本；而DFCM由于在設(shè)備上的投入遠(yuǎn)比HP-RTM來得低，同時(shí)產(chǎn)品的品質(zhì)又能比美用高壓釜生產(chǎn)的復(fù)材，故能用于大部分零部件的量產(chǎn)中。
蓋世汽車：您認(rèn)為實(shí)施汽車輕量化的關(guān)鍵是什么？在進(jìn)行輕量化的過程，我們應(yīng)特別注意哪些問題的出現(xiàn)？
彭泰瑞：輕量化是未來的關(guān)鍵趨勢(shì)，我們目前的研發(fā)方向主要是在確保穩(wěn)定提升性能的基礎(chǔ)上，對(duì)各總成零部件進(jìn)行節(jié)能化設(shè)計(jì)，持續(xù)優(yōu)化車型譜。目前汽車輕量化所面臨的問題不只是高昂的原材料成本，也包括如何研發(fā)優(yōu)化組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于一貫以采用傳統(tǒng)材料為主的汽車制造商來說，換用其他輕量化材料意味著其需要進(jìn)一步研究合理的設(shè)計(jì)，從而使汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，汽車配件數(shù)量減少，并且易于裝配，而傳統(tǒng)工藝無(wú)法解決這些難題。
愛牢達(dá)®粘合劑技術(shù)是針對(duì)該問題的一大解決方案，已經(jīng)廣泛運(yùn)用在航空行業(yè)，通過所有驗(yàn)證，安全性高。制造成本方面，目前愛牢達(dá)的產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料汽車零件批量生產(chǎn)、日產(chǎn)量達(dá)1000個(gè)。今后，隨著環(huán)氧樹脂及液態(tài)固化技術(shù)不斷加強(qiáng)，批量生產(chǎn)數(shù)額將不斷加大，制造成本會(huì)進(jìn)一步減少。
蓋世汽車：愛牢達(dá)以您的經(jīng)驗(yàn)來看，相關(guān)企業(yè)應(yīng)如何推動(dòng)中國(guó)輕量化產(chǎn)品及技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展？
彭泰瑞：近年來，中國(guó)在汽車輕量化技術(shù)方面取得了不少成果，一些政策也在促進(jìn)汽車輕量化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。但相對(duì)來說，中國(guó)起步較晚，所以從整個(gè)行業(yè)來看，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不夠清晰完善、相應(yīng)的理論研究較為匱乏、政策的支持也稍顯滯緩，在一些突破性的前瞻性技術(shù)問題上還存在一些瓶頸，而這些正是我們未來發(fā)展的方向。同時(shí)，國(guó)外的輕量化發(fā)展目標(biāo)明確且細(xì)致，比如美國(guó)要在2020年要比2013年降重20%，這就說明已經(jīng)研究了實(shí)現(xiàn)的路徑，這些是值得中國(guó)企業(yè)借鑒的。不過，中國(guó)的企業(yè)潛力巨大，且極具創(chuàng)新性和研發(fā)熱情，相信在不遠(yuǎn)的將來，一定可以在輕量化技術(shù)領(lǐng)域取得矚目成績(jī)。
蓋世汽車：目前愛牢達(dá)與汽車行業(yè)哪些用戶進(jìn)行了合作、進(jìn)行哪些方面的合作？有無(wú)具體案例可分享？
彭泰瑞：如同以往的航空航天領(lǐng)域，愛牢達(dá)先進(jìn)材料事業(yè)部一直位于引進(jìn)汽車結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的最前沿，比如從早期的F1方程式賽車，到今天輕量化的量產(chǎn)汽車，以至安全性能持續(xù)被提高的寶馬i3和i8等，均引用了愛牢達(dá)的樹脂技術(shù)。就寶馬i3而言，它是全球首款全面采用碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的量產(chǎn)汽車，其碳纖維部件的加工成形便采用了愛牢達(dá)的環(huán)氧樹脂解決方案。可見，快速固化的愛牢達(dá)®樹脂技術(shù)及其“類航空材料”的機(jī)械性能將會(huì)成為純電動(dòng)汽車量產(chǎn)不可或缺的助力條件。
蓋世汽車：在
愛牢達(dá)的終端領(lǐng)域中，汽車行業(yè)目前的占比情況如何？預(yù)計(jì)未來五年這一比例將有怎樣的變化？原因是什么？
彭泰瑞：與航空航天和體育娛樂領(lǐng)域不同，在這個(gè)階段，我們無(wú)法評(píng)估汽車領(lǐng)域的復(fù)合材料對(duì)整個(gè)先進(jìn)材料的銷售是否有著非常重要的影響。因?yàn)槲覀円庾R(shí)到盡管BMW或者其他傳統(tǒng)的高性能小型轎車在應(yīng)用結(jié)構(gòu)性復(fù)合材料相對(duì)保密。然而，隨著汽車行業(yè)的解決方案的快速發(fā)展，相信在不到十年的時(shí)間內(nèi)，這個(gè)行業(yè)在整個(gè)先進(jìn)材料領(lǐng)域?qū)?huì)變得非常重要。
