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R&D:使用热可塑性树脂成型的CFRP部件
2008-5-27
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来源:日经BP社
   东京R&D在“人与车科技展2008”上展出了使用热可塑性树脂成型的CFRP(碳纤维强化树脂)部件。此前,CFRP部件一般使用热硬化性的环氧树脂成型,该公司采用热可塑性树脂,意在缩短成型周期、降低制造成本。

       利用热可塑性树脂成型的CFRP部件。表面为PC,因此光泽度优良

  展出的部件是摩托车车架的挡板,长度约为30cm。平织的碳纤维与注射成型的PC(聚碳酸酯)树脂合二为一。碳纤维为单层,与作结构部材相比,该公司更加重视利用“真正的”碳纤维作内外装部件的装饰。

  这种装饰部件大多是通过水压转印的方式,在树脂上粘贴类似于碳纤维的薄膜。而真正的CFRP因为成本昂贵,并且因使用热硬化性树脂的成型时间长,不适合大量生产。

  但是,此次开发的成型品的特点是,仅用几分钟即可完成注射成型,并且设置凸起和加强肋,提高了安装自由度。只是,要在增强碳纤维与树脂的附着度的同时,还要提高成型品的表面质量,为此下了不少功夫。

  此次开发的成型法名为CIDI(CF Insert Double Injection),已取得了专利。其工序大致分为4道。这里从外侧的创新部分开始介绍。首先,准备透明PC板,以热压预成型制成最终形状。
  
  接着,对碳纤维进行相同的预成型。这时,在纤维中掺入一部分事先织入PC丝的碳纤维。由于碳纤维的弹性大,挤压后会返回原状。因此,通过融合PC丝,能够使其接近最终形状。然后,把PC板和碳纤维的预成型品重叠,再次进行热压,制造预制件。这样,PC在互相贴合的同时,也渗透到了碳纤维的缝隙之间。

  最后,把预制件置入模具内,从内侧注射黑色的PC。如果把碳纤维直接置入模具内成型,在注射压的作用下,纤维将出现扭曲,而该方法事先把碳纤维与预制件合二为一,不存在此类问题。
目前,PC层和碳纤维的厚度分别为1mm和0.25mm。因为预制件的厚度为1mm,所以碳纤维内嵌0.25mm。由于射出成型时内侧还将叠加1.3mm的树脂,因此最终厚度为2.3mm。

  今后,该公司准备精简工序。根据部件形状,碳纤维的预成型工序可能会被去掉。
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