復合材料泡沫夾層結構在汽車外飾中的應用和發展 zundG3-卡車篷布台中切割加工－黃佩琪焦點新聞熱搜

    汽車外飾件，即汽車外部的功能性或裝飾性部件，主要包括保險杠、翼子板、車身裙板、外側圍、進氣道、車頂蓋、車門、散熱器格柵、發動機罩、擾流板、防擦條、后門拉手和腳踏板等。由于其所處的位置（外部）和具有的功能（防撞等），這些部件所用材料要求具有較高的強度、韌性、耐環境條件的性能及抗沖擊性能。
    隨著汽車工業和材料工業技術水平的不斷提高，汽車外飾材料已逐漸走向多元化。除了普通鋼材以外，高強度鋼、鋁鎂合金、工程塑料和各種復合材料也正得到越來越多的應用。
    其中，復合材料以其質量輕、可設計性好和抗腐蝕等優點日益得到廣泛應用。

一般，選用汽車外飾材料的決定因素包括：材料成本、生產率、加工難度、設計方法的成熟性以及汽車重量等。根據汽車類型的不同，所用復合材料種類也不盡相同。
對于普通轎車而言，成本和生產率是著重考慮的因素。因此，除了金屬材料外，目前此類汽車常用的外飾材料是熱塑性塑料（有時加入短玻璃纖維增強）。這類材料可以通過注射模塑工藝實現量產，具有較高的生產率。與熱塑性塑料相比，熱固性塑料的應用較少。一般，只有兩種工藝能夠實現熱固性復合材料的中高規模的量產：即片狀模塑成型（SMC）和樹脂轉移模塑成型（RTM）。

圖2 ROHACELL在雷諾第三代和第四代Espace汽車上的應用[-page-]
    運動型和概念驗證型轎車通常對低重量、高強度/剛度的要求較高，一般不需要實現大規模量產（即對生產率要求不高），其面向的市場可承受較高的成本，因此此類汽車的外飾廣泛采用了纖維增強復合材料。
    而承擔運輸任務的卡車和拖車，其車體重量對運輸成本有較大的影響，因此此類汽車也有采用復合材料（纖維增強復合材料、夾層板等）的實例。
    表中列出了復合材料在某些車型外飾上的應用。其中SMC為片狀模塑成型，RTM為樹脂轉移模塑成型，RIM為反應注射成型，VI為真空樹脂注入成型。
    可以看出，纖維增強復合材料等已隨著技術的成熟而得到廣泛應用，應用部件包括車門、發動機罩、前格柵、翼子板、保險扛骨架、門柱護板、通風百葉窗和導流罩等近20種外飾件。
    多材料混合結構體系
    復合材料在汽車外飾上的應用動力來自于汽車的輕量化趨勢。

圖3 ROHACELL71 IG在奔馳McLaren SLR汽車上的應用
    汽車的輕量化包括材料的輕量化和結構的輕量化。材料的輕量化一般通過采用輕量化的金屬和非金屬材料來實現，主要包括高強度鋼、鋁鎂合金、工程塑料以及各種復合材料。目前，盡管鋼鐵材料仍在汽車材料中占據主導地位，但其比例逐年下降，而鋁合金、鎂合金、工程塑料和復合材料等輕量化材料的應用比例則逐年上升。材料輕量化，尤其是基于復合材料的材料輕量化，已成為汽車材料技術發展的主要方向之一。
    自20世紀60年代復合材料被引入汽車制造業后，其在提高汽車性能及減輕重量方面的優點已得到證實。復合材料具有比強度高、比剛度高、性能可設計和易于整體成形等許多優異特性，將其用于汽車結構上，可憑借比常規金屬結構低的重量達到同等的性能，這是其他材料無法或難以實現的。
    美國先進汽車技術能源事務部曾與美國汽車研究委員會聯手，從事有關汽車結構的先進材料、加工方法和裝配技術的開發項目，其重點之一就是汽車結構用復合材料的開發。20世紀80年代末，USCAR下設的汽車復合材料委員會也開展了此方面的研究。
    近德國Paderborn大學的O.Hahn等人提出“多材料輕量化結構”及“合適材料用在合適的部位”兩個概念，指出了車身材料的發展趨勢，即通過對多材料復合體系進行結構優化，在改進汽車性能的同時，顯著減輕車身重量。當前，材料的組合以高強度鋼、鋁、鎂和復合材料為主。目前汽車中使用的復合材料形式主要有：金屬基復合材料、纖維層壓板、編織復合材料以及夾層板等。

圖4 ROHACELL在Lancer Evolution 8上的應用
    基于復合材料的多材料輕量化應用的一個典型實例是道奇SRT-10。該型轎車采用了多種復合材料及多種制造工藝。其翼子板采用了玻璃纖維增強復合材料（反應注塑成型工藝），發動機蓋采用了玻璃纖維增強復合材料（SMC工藝），翼子板支撐面、擋風玻璃窗框和門板采用了碳纖維增強復合材料（SMC工藝）。 [-page-]
    但是，基于復合材料的多材料輕量化尚未在汽車領域得到廣泛應用，主要原因是：
    復合材料的加工工藝大多不能適應高產量的生產需求，因此需要在工藝上進行改進，以縮短目前復合材料部件的生產時間；
    復合材料加工工藝的自動化水平有待提高（特別是增強材料鋪放的自動化），以降低制造成本、縮短生產周期及實現質量控制的自動化；
    原材料價格較高，影響了復合材料的大量應用；
   目前能夠滿足新的報廢汽車法規的復合材料及工藝十分有限；
   汽車用復合材料的檢測方法還不夠完善；
   需要開發專門的汽車合成材料的設計程序，盡管所有汽車制造廠都已開發了用于金屬零件的設計程序，但該程序一般不能為復合材料所用；
   還需要開發新的復合材料數字模擬，并要求這些模擬在3個方面具有判定能力，即典型材料性能的可用性、材料模擬的精確性以及要求的計算結果。
   基于多材料結構體系的輕量化過程的終目的是：在基于多材料多結構體系基礎上，實現模塊化制造和裝配，其中包括復合材料夾層結構。
    PMI泡沫夾層結構的特點
    夾層結構是一種多材料混合結構體系，通常由上下面板及中間的芯材組成，如圖1所示。芯材一般采用輕質材料（通常為蜂窩或者泡沫），它既可承受剪切載荷，也能起到減震和吸收噪音的作用。面板一般采用強度和剛度均較高的復合材料，可以是層壓板，也可以是纏繞或編織成型的復合材料板。夾層結構傳遞載荷的方式類似于工字梁，上下面板提供面內的剛度和強度，承受由彎矩或面內拉壓引起的面內拉壓應力和面內剪應力，芯材提供面板法向方向的剛度和強度，承受壓應力和橫向力產生的剪應力，并支持面板，使其不失去穩定性，并可較大幅度地減輕構件的重量。并且，由于芯材較輕，面板較強，從而能同時達到重量輕和性能好的要求。
    復合材料夾層結構可以采用聚甲基丙稀酰亞胺（簡稱“PMI”）泡沫作為芯材。
    PMI泡沫早由德國羅姆公司于1972年開發研制出來，經過30多年的發展，目前已形成了一系列的產品。現在市場上的PMI泡沫產品主要是德國贏創德固賽公司（前身為羅姆公司）生產的ROHACELL。
    PMI泡沫是通過固體發泡工藝制作而成的，其孔隙基本一致，且為均勻的100%閉孔泡沫。在相同密度條件下，PMI是已知泡沫材料中強度和剛度高的泡沫材料之一。PMI泡沫具有如下性能特點：不含氟里昂和鹵素；易于機械加工，不需要特殊的機具；能夠熱成形，并保證100%閉孔泡沫，且具有各向同性；與各種樹脂系統兼容（濕法和預浸料）；具有較高的熱變形溫度、強度-重量比和耐疲勞性能；在加工過程中，具有很好的抗壓縮蠕變性能，可以適用于包括中溫環氧、高溫環氧以及BMI樹脂預浸料等的復合材料夾層結構共固化工藝。該泡沫在高溫下具有優異的耐蠕變性能，因而能夠應用于需要高溫固化的構件。經適當的高溫處理后，PMI泡沫能適應190℃的固化工藝并保持尺寸穩定性，適用于與環氧或BMI樹脂共固化的夾層結構構件中。

透過上述文章的介紹

無論是碳纖維板材還是其他複合材料，產品的後加工品質，一直以來都是製造廠爭取客戶訂單的關鍵

因為好的加工品質才能讓客戶的產品精細度更好

過去以量取勝的策略在現在的環境上，對於一般產品可能還適用～

但是對於精密產業與複合材料的廠商而言

「質大於量」這是不爭的事實

為了讓後加工的品質更上一層樓，切割機臺的選擇就非常重要

瑞士ZUND數位切割機為全球最頂尖數位切割機品牌，也是世界知名品牌指定合作的切割機臺

鋁板及發泡材質切割：

19mm厚度的發泡型PVC材質與3mm鋁合金材質皆可快速切割

皮革切割：

厚度為2mm的皮革材料，影片中切割速度為1000mm/s 在極短的時間內即可完成複雜的圖型切割

確實的完全切斷,輕鬆取下切割完成的部件

預浸布與碳纖維材料：

工程師於電腦前繪製出要切割圖形與各部件標示記號或料號
噴印標示完成後隨即進行外型切割作業

三層碳纖維編織乾布裁切：

碳纖維重量僅鋼鐵的五分之一，但強度卻是鐵的10倍
透過ZUND的高速切割系統與模組化刀具設備，裁切完成

蜂巢板切割：

蜂巢板是一種相當輕且透氣的材料，使用覆蓋一層塑膠布料在蜂巢板上幫助固定

ZUND切割機不僅可以穩定物件，銑刀模組更能讓確實完成銑切斷差製程

朝安科技協助您擁有四大服務

最完整的教育訓練：解析ZUND切割機所有設定
來自原廠專業訓練：100%傳授所有設定技巧
最快速的參數設定：針對不同材質不同參數完整複製
最完善客服機制：操作問題馬上替您解決

讓ZUND在臺灣的夥伴們想有最完整與專業的技術服務.

聯繫方式
公司地址：臺中市豐原區三豐路二段549巷417號
營業時間：星期一 - 星期五： 9AM - 5PM
聯繫電話： 04-25226221

ZUND8515FGG15RF5FG

zund碳纖維切割機，zundcarbon fiber切割機，zund玻璃纖維切割機，zundglass fiber切割機，zund預浸布切割機，zundprepreg切割機，zundpre-preg切割機，zund蜂巢板切割機，zundhoneycomb切割機，zund克維拉切割機，zundkevlar切割機，zund石墨切割機，zundgraphite切割機，zund光學壓克力切割機，zund光學擴散板切割機，zundacrylic 切割機，zundpc切割機，zundpe切割機，zundpvc切割機，zundpeek切割機，zund工程塑膠切割機，zundCFRP切割機，zundGFRP切割機，zundCFRTP切割機，zund熱塑板切割機，zund先進材料切割機，zund新進複合材料切割機，zund複合材料切割機，zundcomposite切割機，zund功能性織品切割機，zund功能性織布切割機，zund橡膠墊片切割機，zund皮革切割機，zundFpc軟性印刷電路板切割機，zund手機保護貼切割機，zund紡織布切割機，zund飛機零件切割機，zund防彈背心切割機，zund合成纖維切割機，zund凱夫拉纖維切割機，zund風力發電機風扇切割機，zund直升機螺旋槳切割機，zund汽車零件切割機，zund卡車篷布切割機，zund地毯切割機，zund遮雨棚切割機，zund熱氣球切割機，zund風帆切割機，zund木質框架切割機，zund海綿橡膠切割機，zund醫療器材切割機，zund濾心切割機，zund濾網切割機，zund高壓電塔零件切割機，zund滑鼠裝備切割機，zund皮帶切割機，zund皮革公事包切割機，zund皮手套切割機，zund皮鞋切割機，zund絲絨沙發切割機，zund皮靴切割機，zund皮夾克切割機，zund真皮座椅切割機，zund真皮座墊切割機，zund鞋底切割機，zund皮錢包切割機，zund半導體材料切割機，zund太陽能電板切割機，zund高溫超導材料切割機，zund絲綢切割機，zund塑料切割機，zund玻璃纖維樹脂複合材料切割機，zund碳纖維樹脂複合材料切割機，zund紡織pos架切割機，zund木質產品切割機，zund金屬雕刻切割機，zund標誌雕刻切割機