水飛碳纖維複合材料（CFRP）是材料輕量化進(長地jìn)程中最成(chéng)功的代表，但是由于碳纖維價格居麗明高不下，加之複合材料的制備成(chéng)本購兵高，限制了其在汽車輕量化領域的大規模應用。目前，商業級的碳纖維主要為PAN基碳纖維，其高成(chéng)本金國問題主要集中在較高的PAN 原絲生産成(chéng)本（占總成(ché就行ng)本的51％）和較長(cháng)的生産流程。因此，降低車用CFR問雜P成(chéng)本的主要路徑是降低碳纖維原絲成(chéng)本，尋求低成(chéng)本纖維生産工藝以及低成(chéng)本的CFRP志林制備工藝。

低成(chéng)本碳纖維技術

目前，國(guó)外碳纖維主要生産商土鄉已經(jīng)緻力于開(kāi)發(fā)低成(chéng)本碳纖維制算哥造技術，并尋求PAN以外的更低成(chéng)本的原料來制備碳纖維。日本三菱和東麗公聽會司開(kāi)發(fā)的大絲束碳麗車纖維是低成(chéng)本制造很睡技術的典型代表，美國(guó)也已開(kāi)發(fā跳化)出先進(jìn)的碳纖維制備技術。

在低成(chéng)本原料方面(miàn)做理，美國(guó)、日本等碳纖維主要制造國(guó)家已經(jīng)開(kā店在i)發(fā)出了包括聚烯烴類聚合物、木質素纖維素、電紡酚醛纖維、輻射丙烯酸紡織物等在内的文短低成(chéng)本代替材料。20還船15年瑞典的研究機構Innventia和Swerea SICOMP也聲稱開(kāi)發(fā亮員)出了世界首創技術，可以基于100％軟木木質素前體制造出重約1.8g的編織CFRP層壓闆。并表示，這(zhè船信)種(zhǒng)材料可以用于生産重量輕、燃油效率高的汽車零件，但是其制造方法與其他目前使用木質素替代前體的研究相同，還(h站有ái)處在實驗室階段，進(jìn)入生産線還(hái)需事呢時(shí)日。

圖10  Innventia和Swerea SIC微雨OMP合作開(kāi)發(fā懂外)的木質素基碳纖維及1.8 g編織碳纖維

複合材料層壓闆

高效率成(chéng)型樹脂及成(chéng)型工化吧藝除纖維成(chéng)本外，車懂自用複合材料最大的挑戰是汽車行業高效率的生産預期，其中成(chéng)型作行樹脂是決定複合材料生産效率的最主要影響素之一。由于優異的粘合強度和模量、耐哥草蠕變性、高韌性和良好(hǎo)的抗疲勞性能(néng)，環氧樹脂通常是汽車複合材料什公生産商的首選。通過(guò)研究拿多和開(kāi)發(fā)“瞬間固化”（能(néng)夠流動和徹底浸潤纖維預制件，并在 5min之内固化）身報的環氧樹脂及其配套的預成(chéng)型和成(chéng)型設備，從而開(kāi放街)發(fā)高效、低成(chéng)本的複合材料生産技術已經(jīng)成吧會(chéng)為降低車用複合材料成(chéng)本的主要手段之一。

2015年，美國(guó)Hexion（瀚森）和Dow Automotive筆車 Systems（陶氏汽車系統）明雜先後(hòu)推出了2種(zhǒng)60s可“瞬間固化”的環氧國長樹脂。其中，Hexion針對(duì)樹脂傳遞模塑成(ch花醫éng)型（RTM）和液體壓縮成(chéng)型（LCM）工藝推出EPIKOTE TRAC0司近6170環氧樹脂與EPIKURE 相業TRAC06170固化劑，僅需20事弟s樹脂注入時(shí)間（RTM或LC黃技M）和40s固化時(shí)間就(ji厭又ù)可完成(chéng)複合材料成(c長短héng)型。

而陶氏推出的用于LCM工藝的VORAFORCE樹脂，可以直接將(jiāng)舊讀樹脂均勻地塗敷在幹的纖維預制件上，并通過(guò)壓強使樹脂織物在白器厚度方向(xiàng)上均勻浸潤，其還(hái)宣稱已經樹公(jīng)與德國(guó)KraussMaffei公司和意大利Cannon SpA公司合作開校能(kāi)發(fā)出僅需要15～20書微 s塗敷樹脂及30s固化，總制造時(shí)間小于60s的複合材料制備工藝。但是該工藝由于很難提供複雜工紙零件的成(chéng)型模具，對(duì)于LCM成(ché雨數ng)型的部件則僅适合相對(duì)平坦或輕微輪廓部件的制造，相比之下，RTM是如弟該樹脂最好(hǎo)的選擇。

2015年底，Gurit UK（英國(guó)固瑞特）也推出的美了“瞬間固化”環氧樹脂，但不同于其他針對(duì)RTM或濕壓縮成(chéng)型工藝開(kāi)發(f湖子ā)的樹脂，其樹脂配方主要用于成(chéng)套預浸睡分料和熱進(jìn)/熱出沖壓成(chén畫裡g)型（hot-in/hot out p兒地ress molding）工藝。雖然該工藝固化周期需要鄉資 5min，但報道(dào)稱其制造的部件表面(miàn)可達A級，無需模具後(hòu)處理。

今年3月，Huntsman Advance裡這d Materials （亨斯邁先進(jìn)材料）公司也師嗎宣布推出了一款快速固化的環氧樹脂。在此之前，亨斯邁商業化的，固能離化時(shí)間為 2.5min的環氧樹脂的解決方案已經(jīng)用于生産寶馬i系列高纖維含間刀量的複合材料零部件，而此次推出的快速固化環上黃氧樹脂不僅具有更快的固化速度，而且具有電城更高的玻璃化溫度（Tg），可承受高外站達150℃的工藝條件。

據亨斯邁介紹，該樹脂在140明鐘℃下僅30s就(jiù)可固化，這(zhè)校讀使得1min内複合材料成(chéng)型工藝成房老(chéng)為可能(néng)。為此，亨斯邁還(hái)開(kāi)發(fā)了與該但視樹脂配套的動态流體壓縮成(chéng)型（dynami不答c fluid compressionmolding，DFCM），該工藝可以省去高壓注塑工藝，而且在也新很多情況下也可省略纖維預浸料工藝。與常規濕發(fā)壓縮成(ché裡那ng)型（wet-compression molding，WCM）相比農地，該工藝的主要優點之一是可以減少層壓闆層間縫隙，複合材料孔隙率低于1％，性能(néng)可媲些她美高壓的RTM工藝，且高達66％纖維體積含量（FVC）購嗎的複合材料可以在沒(méi)有上行特殊處理的條件來實現。複合材料在汽車工業的應用具有令人期待的發(fā)展前景，但其汽車這動行業對(duì)成(chéng)本/效益要求跳麗較高，成(chéng)本較高且工藝複雜的複合材料要想匠但在汽車輕量化領域獲得長(chá還劇ng)足發(fā)展，在其輕量化的天然優勢之下，還(hái)必須不斷在低成(ché問服ng)本、高效率等方面(miàn)加大研發(fā)投入，尋求競争優勢。