“江苏常熟汽饰集团：热塑性连续纤维复合材料一体化成型技术”

江苏常熟汽饰集团热塑性连续纤维复合材料一体化成型技术纳税申报2021年养老金编奖汽车新供应链百强评选活动。

申请技术热塑性连续纤维复合材料一体化成形技术

应用行业环保型轻质及新材料

图2e座盆骨格

图2d电池壳体

创新点和特点:

技术说明:

热塑性连续纤维复合材料作为近10年内出现的新型复合材料，在汽车领域的应用目前仍然非常有限，与以前流传的大量应用于钢铁铝等汽车车身结构的金属材料相比，其比强度和比弹性模量非常突出。 也就是说，整车结构的轻量化设计有很大的潜力。 连续纤维以增强材料和热塑性树脂为基础，除了提供优异的机械性能、防腐性能和电绝缘性能外，还可以利用热塑性材料的加工成型性能，在适当的成型自动化设备的辅助下，实现大规模、廉价的工业生产制造。 本技术采用不同效率结合以前传入的成型设备和最新的自动化技术，可以对比不同的产品设计开发通用的成型生产技术和设备，特别适用于使用新型连续纤维复合材料设计的大型、高性能、结构性车辆用零件。 本技术在成形模具中也有相关的专利申报和技术诀窍。

/ s2/独特的特征:

目前实现批量生产的产品首要在海外市场，产品涵盖车门模块安装板、制动踏板、下挡板、备胎、防撞梁、座椅架等，基本减重水平在-20~30%之间； 国内引进的车型有国产化应用，但暂时不支持自主开发的车型应用。 但是，实际上整车结构仍然有很多结构零件可以应用这种复合材料来实现轻量化减量削减的目标。 现在，与国内外各制造商有开发相关的应用，其中之一有可能成为世界上第一个使用这种材料制造的相同的产品零件。 从新能源汽车来看，电动汽车的动力电池组也是一种有应用潜力的产品。 从我们内部的先行分解来看，动力电池组通过采用该技术，在减量( 30 )和成本降低) 20 )两方面都有了显着的改善) ) (/k0 ) )之间。 而且，随着领域的发展，电池组的安装尺寸规格可以标准化统一，在商业模式方面进行相关的创新创造，对于这种材料来说，代替非安全性使用的结构金属部件不仅可以发挥其最大的性能，也是提供性价比的地方 上面提到了各种部件的应用场景，但我不认为所有的应用都有价值。 例如，对制动踏板来说，采用这种材料性价比不高，更成熟，性能也符合采用要求的工程塑料将取代五金配件。 总体而言，对于这种连续纤维热塑性复合材料，通过使用冲压成形和注塑成形两种或植入类塑料加工方法的技术，可以在完全利用原材料的基础上结合产品的结构设计达到性能和减量的优化，在个别零件上的减重比率达到-50%的水平 另外，结合其他模具技术和自动化技术，也可以将后续的局部装配和检测工作整合到一个工艺中来实现。 该技术相对于节能减排的先进性可以简单总结为以下几点。

1 .多工艺一体化复合成形能力

将冲压工艺、注塑工艺和复合型的技术优势结合起来。 传统的热固性复合材料以人工手糊、真空罐成型、简单冲压、液体树脂成型等技术手段为主，辅助是机械切割和表面解决等技术，从预备材料到成品需要几个工序才能最终得到成品，而这个加工过程中间需要人工时间 相比之下，使用新材料的一体化工艺可以大大简化整个生产过程，降低生产费用，同时对环境、职业健康及其后的回收利用采用非常友好。

2、灵活的自动化智能制造方案、

该技术可以结合目前成熟的塑料工业设备，如各种压力机、注塑机、机器人、快速加热设备、自动输送线、红外线测量、照片测量和比较设备，比较特定产品的制造、对应的产量和质量要求，定制设计灵活的自动化生产线

3 .巨大的轻量化潜力、

在产品设计中完全利用不同材料的性能优势，分别利用连续纤维的强度优异和改性增强材料的结构弹性模量，使产品设计满足性能标准要求的强度和刚性目标，通过现有的产品模拟分解技术，可以用数值计算分解产品整体的静态和动态性能指标， 通过预先判断产品设计结果，对加工技术性能进行前期可行性分解，预先判断后续实际成形的可靠性，不断优化也能考虑到加工过程中不存在的缺陷和改进的产品设计和工艺设计，对类似金属产品的轻量化减量目标为30-50%，达到了较大的

4 .优异的工业化生产效率、

在汽车领域，年产2万辆车辆是各轿车公司对各车型的最低期望，是公司生产能否具有技术经济性的最小规模要求，但目前国内市场上主要厂家的畅销车多达到年产20-30万辆的规模，年产5万辆 相对于采用航空宇宙航空空、风力发电等主要复合材料的领域，由于产量非常高，因此要求生产效率非常高。 另外，主流轿车面临着非常大众化的市场，汽车企业控制产品价格需要很高的水平。 以上两点是以前流传下来的复合材料和技术所不能满足的，但一体化成形技术是可行的，能够满足效率和价格的要求。

应用场景:

目前，作为原材料的热塑性连续纤维预浸料，国内外多家原料企业从事研发和生产，但国内很少有大规模的公司对这类材料的应用开发进行相关的技术开发，对其在整个汽车领域的应用开发，将细分的各行业的产品 常熟汽饰作为上市公司在这方面的产品中应用分解和技术研发在国内处于领先地位的本公司研发部门成立仅仅三年的时间，但从技术中心建立之初，本公司就非常重视cad、cae数字化的产品设计开发技术， 特别是cae能力建设多年来根据实际需要投资相应的分解软件，人员也不断招聘和培养相关技术人员，并与不同院校建立了项目合作和长时间的合作关系； 我们在过去的三年里主导、参与并实施了一些概念化产品应用的开发。 从性能的分解、可行性的分解到一些前瞻性研发项目的产品开发和样品制造，积累了一定的经验和技术诀窍。 本公司以轻量化、环保性、安全性为中心，开展了多种汽车复合材料产品的研究开发。 目前开发并量产的产品包括许多车型的行李箱零件和新能源汽车的动力舱支架。 这些设计方案都通过cae模拟进行了优化，满足了产品原材料的性能要求，大大降低了产品的重量。 另外，今年我们企业对注塑成型一体化技术的可行性进行了验证，生产新能源商用车动力电池壳(图2d )，产品重量从初期的7.7公斤) PPS )减轻到4.1公斤) CFRP )，减量47%。 另外，本公司与富晟李尔合作开发了mazda cx4前排骨盆骨架(图2e )，产品重量由早期的976克)钢)减轻至450克) CFRP )，减重54%，而且价格不增加。 这个轻量化的骨盆骨骼在富晟李尔实验室通过了系统测试，基本上达到了设计期望。 目前，我司正在为美国无人驾驶汽车企业zoox开发座椅侧板。 该产品整体注塑成型，部分使用cfrp加强，计划今年年底批量生产。

未来的前景: [/s2/]

可以吸引众多厂家在国内投资建厂国产化原材料(热塑性预浸料)和国内实体高性能热塑性材料复合材料的开发和商业化，长期成长为极具潜力的新兴市场。

可以打破汽车领域在汽车零部件上大规模采用碳纤维材料可以降低价格的不现实想象，满足于汽车零部件使用玻璃纤维复合材料的性能，将创造性的材料结构设计和零部件设计结合起来很有可能应用于车身罩和某些结构零部件行业； 它还可以刺激航空空产业对高性能碳纤维热塑性复合材料应用的想象和创新空之间，还可以推广到其他商用、民用领域，如电信和5g领域相关的产品。

对于新电池组产品概念的应用，短期应用可以实现减量和降低成本的目标，长期触发、建立、完全统一车用动力电池的标准标准，实现大规模、低价格的制造，逐步促进新的商业模式的形成，实现充电和蓄电的革命

“金编奖”由盖世太保汽车创立，目的是大力加强中国汽车产业，促进中国汽车产业结构转型和高度化，建立更具竞争力的从零到零的协同创新关系，支持实现汽车强国目标、积极贡献的公司和个人 请点击申请。