汽車碳纖維的制造工藝復(fù)雜嗎
汽車碳纖維的制造工藝挺復(fù)雜。
先從原材料說起,通常選聚丙烯腈、瀝青或人造絲等有機纖維,以聚丙烯腈為例,要經(jīng)歷預(yù)氧化、碳化、石墨化處理。預(yù)氧化時在200 - 300℃空氣中讓纖維發(fā)生熱氧化和環(huán)化反應(yīng),形成耐熱梯形結(jié)構(gòu);碳化是在惰性氣體保護下加熱至1000 - 1500℃,去除非碳原子形成亂層石墨結(jié)構(gòu);石墨化把溫度升到2000 - 3000℃,讓碳進一步結(jié)晶形成類似石墨結(jié)構(gòu),得到高性能碳纖維。
設(shè)計與模具環(huán)節(jié)也不簡單,得用CAD軟件全面模擬汽車車身部件外觀、重量、性能和安全性,通過有限元分析預(yù)測碳纖維車身結(jié)構(gòu)在應(yīng)力下的表現(xiàn),同時制作大型模具和準(zhǔn)備加工工具。
預(yù)浸料鋪層也有講究,選優(yōu)質(zhì)碳纖維預(yù)浸料裁好尺寸,依據(jù)車身曲線、角度和輪廓采取不同鋪層方式,預(yù)設(shè)纖維方向滿足特定區(qū)域結(jié)構(gòu)性能需求。鋪好后放入真空袋,去除氣穴和空隙,保證碳纖維緊密貼合模具、樹脂分布均勻。
接著是高壓釜固化成型,把模具和真空袋放入熱壓設(shè)備,不同階段施加不同溫度和壓力,結(jié)束后選合適冷卻方式。
成型的碳纖維車身雛形脫模后,要切割、打磨,還要噴漆和拋光。
最后是質(zhì)量檢驗,用無損檢測技術(shù)檢查車身完整度,測量車身尺寸保證精度達(dá)標(biāo)。
總之,汽車碳纖維從原材料到制成可用部件,每個環(huán)節(jié)都緊密相連、要求嚴(yán)格,制造工藝確實復(fù)雜。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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