碳纖維作為輕質高強的代言“材料”被廣泛 應用于航空航天，又因價值不菲被譽為黑黃金。如何將其合理應用于批產的汽車工業，實現輕量化與成本的平衡，寶馬給出了解決方案。在“新7系”車型中實現多種碳纖維創新應用方案，首創高強碳纖維內核車身構架“carbon core”，集碳纖維、高強鋼、鋁合金多種結構材料于一體。其中，碳纖維增強復合材料應用于頂橫梁、側邊梁、底部側圍、中央通道、B柱及C柱補強板等結構零件，與上代車相比，整車實現減重130Kg，如圖1所示。

圖1 BMW New 7 series白車身效果圖

新7系白車身共16個復合材料零件，占白車身總零件數量3%，重13公斤，涉及4種工藝：高壓-樹脂傳遞模塑（HP-RTM）、濕法模壓（WCM）、碳纖維SMC、預浸料-熱成型鋼共固化。本文結合產品對兩種最具有特色的成型工藝（高壓-樹脂傳遞模塑、預浸料-熱成型鋼共固化）進行闡述：

高壓-樹脂傳遞模塑（HP-RTM）制備“側邊梁”

圖2 BMW New 7 series 側邊梁實物圖

高壓-樹脂傳遞模塑（High Pressure-Resin Transfer Molding，簡稱HP-RTM）工藝是將預制體放入閉腔模具內，通過高壓注射完成樹脂對預制體的浸潤滲透，快速升溫固化的批產工藝，生產節拍大概3-5min每件。HP-RTM能夠實現3D復雜結構成型，技術關鍵是預制體制備，預制體在預制體成型模具上成型，往往模具是分體分塊的，采用分區域不同步壓制方式，避免織物成型時起皺、撕裂；成型后通過針刺式或者吸盤式機械抓手將預制體轉移到高壓注射模具中，此步驟技術關鍵是要保證預制體定位準確且緊貼模具型面，避免在壓制過程中出現剮蹭滑脫；此外，高壓注射模具腔內的壓力由壓機平衡，所以壓機噸位、注膠壓力、模具臺面相匹配。

新7系的側邊梁環向中空、壁厚均勻，發揮封閉環形截面慣性矩優勢。成型工藝的技術路線非常前沿，預制體采用三維編織工藝制備，由歐洲知名復合材料織物生產企業SGL Kümpers提供，是除寶馬外唯一掌握三維編織預成型量產技術的公司。此工藝設備核心部位是由一個可繞軸心旋轉圓筒段和均布在圓筒外徑處的多個紗線筒組成，紗線筒每2個1組，短程扭擺運動形成編織，圓筒環向旋轉運動形成纏繞，芯軸由機械手抓取，以固定速度和軌跡運動，使芯軸纏繞編織部位永遠停留在圓筒軸心處。SGL Kümpers以此項技術作為基礎，與EADS-IW (Innovation Works，Munich，Germany)合作為A350-XWB開發編織型機身框架，并獲得2010年JEC自動化領域創新獎，如圖2所示。

HP-RTM工藝設備系統包括三個關鍵部分：壓機、注膠機、模溫機，三者是通過壓機上的控制系統實現聯動，其中，核心部件是注膠機的高壓注射頭，國內尚不能獨立制造，依賴進口。主流設備供應商有康隆、迪芬巴赫、克勞斯瑪菲、舒勒。新7系的側邊梁高壓注射成型是在BMW Landshut工廠完成，使用的是克勞斯瑪菲（KraussMaffei Technologies GmbH）高壓產線。

 吉林省華陽新材料研發有限公司 孟凡壹 供稿

更多復合材料在汽車領域應用，可前往第七屆全國交通運輸領域復合材料科技會議（NCCT-7）現場了解。

會議日程（擬）

會議形式

1.論文征集：會前征集論文、技術報告、工程應用案例等匯編成冊。優秀論文經專家及編輯評審合格，可直接錄用并發表在《復合材料學報》（EI檢索）。

2.特邀報告：針對復合材料及交通運輸領域企業應用的重點問題，從原材料、設計、工藝、裝備、應用等復合材料全產業鏈及交通運輸領域各個方面邀請報告提出應用單位具體需求。

3.分會場：會議期間，針對航空分會場、航天分會場、軌道交通分會場、海洋與船舶工程分會場、汽車新能源分會場、土木工程（道路與橋梁）分會場等5個領域的重點問題，由中國復合材料學會分支機構牽頭，組織相關行業人員進行探討交流。

4.技術創新獎：評選“2019年度交通運輸領域復合材料技術創新獎”并頒發證書，具體評選辦法將另行通知。

5.展覽展示：會場設置交通運輸領域復合材料行業科研或工程成果宣講展示專區，形式包含海報（科研論文、工程案例、產品宣傳等）、實物產品、模型、多媒體展示專區等，促進成果轉化與應用；展臺大小約為4平方米。所有需要張貼海報、展示產品/模型/樣機的參會代表請提前與會務組聯系提供相關需求。

6.參觀考察：會議期間組織參觀當地交通領域復合材料企業。

報名方式：掃描下方二維碼填寫信息預報名即可享受早鳥優惠價

聯系方式

    中國復合材料學會秘書處

    聯系人：陳晶磊 186 0063 6634

                 潘雨薇 186 0064 3455

    郵箱：cscm-exhibition@csfcm.org.cn