復(fù)合材料板簧在國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況

板簧作為輕型商用車(chē)的主要承載部件，市場(chǎng)需求量巨大。如果能夠攻克復(fù)合材料板簧設(shè)計(jì)及工藝等產(chǎn)品瓶頸，其將有巨大的市場(chǎng)潛力及銷(xiāo)售利潤(rùn)，同時(shí)也可減少能源冶煉及鋼板彈簧制造業(yè)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染，實(shí)現(xiàn)綠色制造，助力“雙碳”目標(biāo)。

自20世紀(jì)70年代初起，美國(guó)、英國(guó)和德國(guó)相繼研制出了復(fù)合材料板簧，就其原料、構(gòu)造、成形技術(shù)和工藝等方面展開(kāi)了研究，并將復(fù)合材料板簧成功地運(yùn)用在了客車(chē)和轎車(chē)上。20世紀(jì)80年代末，美國(guó)將復(fù)合鋼板彈簧投入商品化生產(chǎn)，并廣泛應(yīng)用在牽引車(chē)上；德國(guó)的IFCComposite公司推出了一種新型板簧來(lái)取代在奔馳、凌特和大眾汽車(chē)的傳統(tǒng)鋼板彈簧。而這種新型復(fù)合材料板簧和普通鋼板彈簧相較，整體質(zhì)量可以減小40%～50%，疲勞壽命可以達(dá)到20萬(wàn)次以上，遠(yuǎn)高于普通鋼板彈簧的16萬(wàn)次。Mubea公司玻璃鋼板簧榮獲2020年Altair啟蒙獎(jiǎng)，如圖1所示。

 

現(xiàn)階段僅北汽福田輕卡進(jìn)行小批量產(chǎn)品應(yīng)用，一汽、東風(fēng)、江淮等主流車(chē)廠均進(jìn)行了產(chǎn)品和技術(shù)儲(chǔ)備，部分通過(guò)了樣件制作、臺(tái)架試驗(yàn)及整車(chē)試驗(yàn)階段。

復(fù)合材料板簧主要優(yōu)勢(shì)

復(fù)合材料板簧在現(xiàn)代轎車(chē)輕量化發(fā)展中的運(yùn)用，就是利用該類板簧高強(qiáng)度、質(zhì)量小、成型快等優(yōu)點(diǎn)優(yōu)化了轎車(chē)懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并最終達(dá)到減小轎車(chē)整體質(zhì)量的目的。

相比于傳統(tǒng)鋼板彈簧，復(fù)合材料板簧的彈性較高，吸震力強(qiáng)，振動(dòng)阻尼高，能在車(chē)輛行駛中有效利用自身特性，改善車(chē)輛舒適度和平順性，減少顛簸感；另外，該種鋼板彈簧的主體材質(zhì)是玻璃纖維類復(fù)合材料，抗疲勞特性較強(qiáng)，疲勞壽命是一般鋼板彈簧的2倍以上；復(fù)合材料板簧中還含有較多的獨(dú)立玻璃纖維，單根玻璃纖維破裂后對(duì)車(chē)輛所造成的負(fù)荷能夠自由轉(zhuǎn)移至其他玻璃纖維中，以防止破壞懸架構(gòu)件的承載能力。

復(fù)合材料汽車(chē)板簧材料選擇

復(fù)合材料產(chǎn)物是指由2種或2種以上截然不同特性的物質(zhì)，根據(jù)某種綜合方法所組成的結(jié)合物質(zhì)。復(fù)合材料中的連續(xù)相稱為主體物質(zhì)，其分散相稱為強(qiáng)化物質(zhì)。基質(zhì)的主要功能是支撐強(qiáng)化材料，并避免強(qiáng)化材料磨損和侵蝕，而強(qiáng)化材料則以相對(duì)獨(dú)立的形式均勻分布在基質(zhì)中。復(fù)合材料的應(yīng)用目的是在符合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等條件下盡量地降低結(jié)構(gòu)成本，所使用的復(fù)合物應(yīng)當(dāng)達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)的壽命要求并保證貨源充足，易于搬運(yùn)、貯存，常用的增強(qiáng)材料主要為E-玻璃纖維、S-玻璃纖維和碳玻璃纖維，而生產(chǎn)復(fù)合材料板簧用的熱固性樹(shù)脂基體則主要由聚酯纖維、乙烯基樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂等組成，可綜合考慮價(jià)格、性能、優(yōu)勢(shì)確定最佳材料及材料配比方案，以此保證高性價(jià)比復(fù)合材料板簧的誕生。

目前汽車(chē)上應(yīng)用的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料包括：玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性材料(QFRTP)、玻璃纖維氈增強(qiáng)熱塑性材料(GMT)、片狀模塑料(SMC)、樹(shù)脂傳遞模塑材料(RTM)以及手糊FRP制品。

目前汽車(chē)上使用的玻纖增強(qiáng)塑料主要有玻纖增強(qiáng)PP、玻纖增強(qiáng)PA66或PA6以及少量PBT、PPO材料。

 

增強(qiáng)PP產(chǎn)品具有高剛性、高韌性，且機(jī)械性能能夠得到成倍甚至數(shù)倍的提高。增強(qiáng)PP應(yīng)用于辦公家具等領(lǐng)域：如兒童靠背椅、辦公椅等 ; 也可用于冰箱、空調(diào)等制冷機(jī)器中的軸流風(fēng)扇和貫流風(fēng)扇增強(qiáng)PA材料在乘用車(chē)、商用車(chē)上都已采用, 一般都是用于制作一些小的功能件, 例如鎖體防護(hù)罩、保險(xiǎn)楔塊、嵌裝螺母、油門(mén)踏板、換擋上下護(hù)架-防護(hù)罩、開(kāi)啟手柄等, 如果零件生產(chǎn)廠家所選材料質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)工藝采用不當(dāng)或材料烘干不好, 就會(huì)出現(xiàn)制品薄弱部位斷裂現(xiàn)象。

隨著汽車(chē)對(duì)輕量化及環(huán)保的要求, 國(guó)外汽車(chē)工業(yè)越來(lái)越傾向于使用GMT材料以滿足結(jié)構(gòu)部件的需要, 這主要是因?yàn)镚MT材料具有韌性好、成型周期短、生產(chǎn)效率高、加工成本低、不污染環(huán)境等一系列優(yōu)點(diǎn), 被視為21世紀(jì)材料之一, 主要用于生產(chǎn)乘用車(chē)多功能支架、儀表板托架、座椅骨架、發(fā)動(dòng)機(jī)護(hù)板、蓄電池托架等,一汽大眾目前生產(chǎn)的AudiA6, 以及A4車(chē)已采用GMT材料, 但都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)本地化生產(chǎn)。

為了提高汽車(chē)整車(chē)質(zhì)量趕上國(guó)際先進(jìn)水平, 達(dá)到減重、減震、降噪目的, 國(guó)內(nèi)有關(guān)單位開(kāi)展了GMT材料生產(chǎn)及產(chǎn)品成型工藝的研究, 并具有批量生產(chǎn)GMT材料的能力, 年產(chǎn)3000噸GMT材料的生產(chǎn)線已經(jīng)在江蘇江陰建成, 國(guó)內(nèi)汽車(chē)生產(chǎn)廠也在一些車(chē)型設(shè)計(jì)上采用GMT材料, 并已開(kāi)始批量試制。

GFRP復(fù)合材料汽車(chē)板簧成型工藝

RTM法是在放入玻璃纖維的封閉模具里壓入樹(shù)脂, 常溫或加熱固化。RTM法與SMC法相比, 生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單、模具費(fèi)用低、且制品物性優(yōu)異, 但只適于中小批量規(guī)模生產(chǎn)。據(jù)悉, 目前國(guó)外用RTM成型方法生產(chǎn)的汽車(chē)零件已推廣到全車(chē)身覆蓋件。而國(guó)內(nèi)將RTM成型技術(shù)用于制造汽車(chē)零件還處于開(kāi)發(fā)研制階段, 對(duì)原材料的力學(xué)性能、固化時(shí)間、成品件等指標(biāo)力求達(dá)到國(guó)外同類制品的生產(chǎn)水平。目前國(guó)內(nèi)RTM成型法開(kāi)發(fā)研究出的汽車(chē)零件有護(hù)風(fēng)罩、后尾門(mén)、導(dǎo)流罩、頂棚、保險(xiǎn)杠及富康車(chē)后舉升門(mén)等。

但是如何使RTM工藝能夠更快更好地應(yīng)用于汽車(chē)上, 材料對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的要求、材料性能達(dá)到何種水平、評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)、A級(jí)表面的實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題, 是我們汽車(chē)行業(yè)關(guān)注的, 也是RTM能真正在汽車(chē)零件方面推廣的前提條件。

結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)前的汽車(chē)行業(yè)中，整車(chē)輕量化發(fā)展響應(yīng)了國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，是助力藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的一場(chǎng)技術(shù)創(chuàng)新。在國(guó)家能源結(jié)構(gòu)上，因?yàn)槲覈?guó)人口基數(shù)較大，汽車(chē)能源的人均占有率也較小，所以節(jié)能減排是在汽車(chē)行業(yè)發(fā)展中，進(jìn)一步提升國(guó)產(chǎn)汽車(chē)企業(yè)的國(guó)際市場(chǎng)地位的重要途徑，也可以幫助我國(guó)汽車(chē)在全球領(lǐng)域中搶占市場(chǎng)份額。復(fù)合材料板簧在轎車(chē)輕量化工程中的應(yīng)用，將進(jìn)一步豐富轎車(chē)懸架設(shè)計(jì)，并提高復(fù)合材料在汽車(chē)中的應(yīng)用，為汽車(chē)零部件輕量化發(fā)展指明前進(jìn)方向。

來(lái)源：中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)、《汽車(chē)工藝材料》等，復(fù)材網(wǎng)整理編輯。

隨著復(fù)合材料工藝制造水平的提高，生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和自動(dòng)化程度的巨大進(jìn)步，復(fù)合材料被更廣泛地應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、軌道交通等領(lǐng)域，其應(yīng)用水平已經(jīng)成為衡量新一代裝備先進(jìn)性的重要標(biāo)志。我國(guó)復(fù)合材料在全球約占30%的市場(chǎng)份額，因此前瞻性、適時(shí)性地對(duì)復(fù)合材料行業(yè)的發(fā)展背景、產(chǎn)銷(xiāo)情況、市場(chǎng)規(guī)模、競(jìng)爭(zhēng)格局等行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并結(jié)合多年來(lái)復(fù)合材料行業(yè)發(fā)展軌跡及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)復(fù)合材料行業(yè)的未來(lái)進(jìn)行探索，有著極為重要的意義。

HP-RTM工藝是近年來(lái)推出的一種應(yīng)對(duì)大批量生產(chǎn)高性能熱固性復(fù)合材料零件的新型RTM工藝技術(shù)，采用配套預(yù)成型技術(shù)，通過(guò)在密閉抽真空模腔內(nèi)高壓混合注射完成樹(shù)脂對(duì)纖維的浸漬和固化，可實(shí)現(xiàn)低成本、短周期（大批量）、高質(zhì)量生產(chǎn)。

會(huì)議由復(fù)材網(wǎng)、天津市天鍛壓力機(jī)有限公司主辦，廊坊市飛澤復(fù)合材料科技有限公司、湖南精正設(shè)備制造有限公司協(xié)辦，將于8月3-5日在天津市舉辦“2023第一屆復(fù)合材料HP-RTM工藝技術(shù)交流會(huì)暨自動(dòng)化成型裝備演示培訓(xùn)會(huì)”。會(huì)議期間，還將安排參觀天津市天鍛壓力機(jī)有限公司、廊坊市飛澤復(fù)合材料科技有限公司，觀摩成型裝備及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)操作演示，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)高效、低成本、定制化的輕量化解決方案，共同探討復(fù)合材料新技術(shù)、新應(yīng)用和新發(fā)展，助力企業(yè)頂層設(shè)計(jì)及戰(zhàn)略規(guī)劃，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

誠(chéng)邀國(guó)內(nèi)外復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè)、產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)、專家學(xué)者和行業(yè)同仁蒞臨本次大會(huì)，進(jìn)行學(xué)術(shù)交流和商務(wù)合作！

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會(huì) 議 日 程

Meeting schedule

會(huì)議報(bào)到

2023年8月3日

下午-大會(huì)報(bào)到，對(duì)接交流

下午-閉門(mén)會(huì)議（僅限受邀）

產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)構(gòu)建對(duì)接交流會(huì)

晚上-自助晚餐

大會(huì)當(dāng)天

2023年8月4日

上午-航空航天、汽車(chē)、軌道交通等行業(yè)復(fù)合材料市場(chǎng)趨勢(shì)及HP-RTM工藝應(yīng)用分析

中午-自助午餐

下午-HP-RTM、Surface-RTM、C-RTM、PCM新工藝 新材料 新技術(shù) 新應(yīng)用相關(guān)報(bào)告

晚上-歡迎晚宴，對(duì)接交流

參觀企業(yè)

2023年8月5日

上午-天津市天鍛壓力機(jī)有限公司

參觀地址：天津市北辰區(qū)小淀鎮(zhèn)津圍公路東

下午-廊坊市飛澤復(fù)合材料科技有限公司

參觀地址：廊坊安次區(qū)河北廊坊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)鳳翔路255號(hào)

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參 觀 企 業(yè)

Visiting enterprises

天津市天鍛壓力機(jī)有限公司

 

 

始建于1956年，是我國(guó)第一臺(tái)液壓機(jī)誕生地，坐落于中國(guó)北方經(jīng)濟(jì)中心、環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)中心和國(guó)際港口城市—天津。歷經(jīng)60多年的積累、創(chuàng)新與發(fā)展，始終保持行業(yè)領(lǐng)軍地位。公司以研發(fā)、生產(chǎn)、制造和裝備液壓機(jī)產(chǎn)線為主，研制航空航天和汽車(chē)輕量化等領(lǐng)域高端零部件及先進(jìn)工藝為輔，集科研、生產(chǎn)、貿(mào)易、服務(wù)于一體的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。

作為國(guó)內(nèi)液壓機(jī)行業(yè)領(lǐng)跑者，國(guó)家制造業(yè)單項(xiàng)冠軍示范企業(yè)，全國(guó)200家創(chuàng)建世界一流專精特新示范企業(yè)，經(jīng)過(guò)數(shù)代人努力拼搏，“天鍛”品牌液壓機(jī)在國(guó)內(nèi)外享有良好的口碑和市場(chǎng)美譽(yù)度。目前，公司緊緊圍繞戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以工藝為中心，逐步做全做強(qiáng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，可設(shè)計(jì)生產(chǎn)87種系列、1800余種規(guī)格的壓力機(jī)及成套自動(dòng)化產(chǎn)線，產(chǎn)品規(guī)格從10噸-70000噸，廣泛應(yīng)用于航空航天、新興能源、汽車(chē)制造、船舶運(yùn)輸、軌道交通、石油化工、輕工家電等領(lǐng)域，不僅為國(guó)內(nèi)重點(diǎn)項(xiàng)目、重大工程提供重型成形裝備，且產(chǎn)品出口歐洲、美洲、東南亞等40余個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

2022年8月天鍛正式加入中國(guó)通用技術(shù)集團(tuán)，站在新起點(diǎn)，依托央企平臺(tái)賦能，服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略，持續(xù)不斷在卓越管理、科技創(chuàng)新、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、機(jī)制改革、資源統(tǒng)籌等方面發(fā)力，把握歷史機(jī)遇，奮進(jìn)新征程。

廊坊市飛澤復(fù)合材料科技有限公司

 

 

成立于2019年2月，位于河北廊坊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)，注冊(cè)資金1.8億元人民幣，最大股東是中國(guó)石化資本公司，通過(guò)股東資源的協(xié)同，促進(jìn)公司跨越式發(fā)展。飛澤復(fù)材2021年底通過(guò)戰(zhàn)略投資控股廊坊萬(wàn)泰復(fù)合材料有限責(zé)任公司。公司秉承“用 XIN SHI 干”的核心價(jià)值觀，立足于復(fù)合材料輕量化核心業(yè)務(wù)，堅(jiān)持“應(yīng)用性、產(chǎn)業(yè)性、關(guān)鍵性、前瞻性”技術(shù)主導(dǎo)，兼顧“質(zhì)量、成本、效率”三個(gè)維度，全面推進(jìn)“新材料、新結(jié)構(gòu)、新裝備、新工藝、新方法”和“研發(fā)與量產(chǎn)”應(yīng)用，專注為汽車(chē)、風(fēng)電、軌道交通、航空航天等領(lǐng)域客戶提供“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模擬分析、材料研發(fā)、工藝試制、試驗(yàn)驗(yàn)證、量產(chǎn)交付”的全流程解決方案。

 

 

飛澤復(fù)材是國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)汽車(chē)領(lǐng)域碳纖維復(fù)合材料零部件大批量生產(chǎn)的高科技企業(yè)，公司擁有VARI、RTM、預(yù)浸料袋壓（OOA）、預(yù)浸料模壓、熱壓罐、拉擠等傳統(tǒng)工藝，以及濕法模壓、HP-RTM、Surface-RTM等新型工藝的研發(fā)、試制及量產(chǎn)能力，通過(guò)多個(gè)項(xiàng)目的量產(chǎn)交付，實(shí)現(xiàn)了碳纖維復(fù)合材料在汽車(chē)領(lǐng)域的規(guī)模化、快速化、自動(dòng)化生產(chǎn)。

參觀名額有限，先到先得！

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