帝人集團碳纖維和複合材料業務的核心公司Toho Tenax今天宣布, 已開發出一種用碳纖維增強的塑料(CFRP), 是由鋁和其他輕質材料製成的燃料電池公共汽車的輕質多層材料車頂蓋用工程塑料. 具有視覺吸引力的表面的屋頂蓋可以製造成具有複雜形狀的一個大件, 並且適合於批量生產. 屋頂蓋採用由豐田汽車公司開發的世界第一批批量生產的燃料電池公交車.
氫燃料電池公交車頂蓋選用多種材料解決方案, 其中包括工程塑料和CFRP.
面臨全球環保法日益完善, 汽車行業正在開發輕質車身, 在保持道路穩定性的同時提高燃油效率. 由於公共汽車在其上部結構中攜帶高壓氫氣罐, 所以車輛頂部的輕質車身部件是至關重要的.
Toho Tenax與帝人集團的複合材料結構設計, 開發和評估單位GH Craft Ltd.合作, 利用Toho Tenax的高性能碳纖維和大量生產技術以及GH Craft的成型技術開發多材料屋頂.
作為汽車輕量化複合材料技術領域的全球領先企業, 大陸汽車結構塑料控股公司(CSP)於2017年1月加入帝人集團, 作為多材料部件和設計的一級供應商和解決方案供應商, 提升其全球發展能力. 帝人集團在豐田燃料電池公共汽車的多種材料屋頂覆蓋物的選擇基礎上, 期待著加快相關的內部合作, 加強其作為汽車製造商的一級供應商的地位.
熱塑性碳纖維複合材料
有望為新一代環保車的普及做出貢獻的熱塑性碳纖維複合材料.
以歐洲為中心的各國都在對汽車的二氧化碳排放加強限制, 預計這一趨勢今後將在全世界普及. 因此, 對汽車生產商來說, 為削減二氧化碳排放的輕量化, 電動車普及等方面的技術革新已經成了今後的一個重要的課題.
在二氧化碳排量限制加強的背景下, 帝人集團預測電動汽車和混合動力車等新一代環保車將進一步普及, 成為鐵等金屬的替代材料的碳纖維複合材料(CFRP)的需求量將進一步增加.
易於量產與回收的環保型材料
碳纖維作為一種輕質的高性能纖維, 強度為鐵金屬的10倍, 重量只有鐵金屬的四分之一. 其中, CFRP作為碳纖維和塑料樹脂的複合材料, 具有不易變形而且耐酸堿的優點. 最近其作為汽車領域的材料, 在促進節能和減少二氧化碳排量等環保方面備受矚目.
以往的CFRP使用一經加熱即變硬的熱硬化性樹脂, 達到成形需要幾分鐘到幾小時的時間, 因此不適合應用於大量生產汽車.
針對這一情況, 帝人集團在對CFRP進行成型加工的時候, 使用了加熱即軟化和冷卻即硬化的熱塑性樹脂, 大幅度縮短了成形所需時間, 還在全球率先確立了1分鐘之內將CFRP成形的量產技術.
由此大量生產成為可能, 實現了生產效率的提高, 另外還可改變成形後的產品形狀, 因而通過重複使用和重新塑形提高了產品回收的可能性.
使用帝人技術的CFRP概念車
2011年年初, 通過使用新研發的中間材料, 成形技術和接合技術, 生產出車身框架全部使用熱塑性CFRP的概念車, 車身框架重量為47kg, 與此前的鐵制車身框架相比, 重量減少了約五分之一.