帝人集团碳纤维和复合材料业务的核心公司Toho Tenax今天宣布, 已开发出一种用碳纤维增强的塑料(CFRP), 是由铝和其他轻质材料制成的燃料电池公共汽车的轻质多层材料车顶盖用工程塑料. 具有视觉吸引力的表面的屋顶盖可以制造成具有复杂形状的一个大件, 并且适合于批量生产. 屋顶盖采用由丰田汽车公司开发的世界第一批批量生产的燃料电池公交车.
氢燃料电池公交车顶盖选用多种材料解决方案, 其中包括工程塑料和CFRP.
面临全球环保法日益完善, 汽车行业正在开发轻质车身, 在保持道路稳定性的同时提高燃油效率. 由于公共汽车在其上部结构中携带高压氢气罐, 所以车辆顶部的轻质车身部件是至关重要的.
Toho Tenax与帝人集团的复合材料结构设计, 开发和评估单位GH Craft Ltd.合作, 利用Toho Tenax的高性能碳纤维和大量生产技术以及GH Craft的成型技术开发多材料屋顶.
作为汽车轻量化复合材料技术领域的全球领先企业, 大陆汽车结构塑料控股公司(CSP)于2017年1月加入帝人集团, 作为多材料部件和设计的一级供应商和解决方案供应商, 提升其全球发展能力. 帝人集团在丰田燃料电池公共汽车的多种材料屋顶覆盖物的选择基础上, 期待着加快相关的内部合作, 加强其作为汽车制造商的一级供应商的地位.
热塑性碳纤维复合材料
有望为新一代环保车的普及做出贡献的热塑性碳纤维复合材料.
以欧洲为中心的各国都在对汽车的二氧化碳排放加强限制, 预计这一趋势今后将在全世界普及. 因此, 对汽车生产商来说, 为削减二氧化碳排放的轻量化, 电动车普及等方面的技术革新已经成了今后的一个重要的课题.
在二氧化碳排量限制加强的背景下, 帝人集团预测电动汽车和混合动力车等新一代环保车将进一步普及, 成为铁等金属的替代材料的碳纤维复合材料(CFRP)的需求量将进一步增加.
易于量产与回收的环保型材料
碳纤维作为一种轻质的高性能纤维, 强度为铁金属的10倍, 重量只有铁金属的四分之一. 其中, CFRP作为碳纤维和塑料树脂的复合材料, 具有不易变形而且耐酸碱的优点. 最近其作为汽车领域的材料, 在促进节能和减少二氧化碳排量等环保方面备受瞩目.
以往的CFRP使用一经加热即变硬的热硬化性树脂, 达到成形需要几分钟到几小时的时间, 因此不适合应用于大量生产汽车.
针对这一情况, 帝人集团在对CFRP进行成型加工的时候, 使用了加热即软化和冷却即硬化的热塑性树脂, 大幅度缩短了成形所需时间, 还在全球率先确立了1分钟之内将CFRP成形的量产技术.
由此大量生产成为可能, 实现了生产效率的提高, 另外还可改变成形后的产品形状, 因而通过重复使用和重新塑形提高了产品回收的可能性.
使用帝人技术的CFRP概念车
2011年年初, 通过使用新研发的中间材料, 成形技术和接合技术, 生产出车身框架全部使用热塑性CFRP的概念车, 车身框架重量为47kg, 与此前的铁制车身框架相比, 重量减少了约五分之一.