技术案例

广岛县有很多高科技金属冲压公司，我们可以期待CFRP在冲压方面的潜力。CFRP加工研究属于工业技术中心的研究主题，该中心为该地区内的公司提供新领域的技术方面的支持。

当中小企业进行CFRP处理时，重要的是什么？

确立能够以低成本进行加工的技术很重要。我们已经知道CFRP具有优秀的材料特性。但是现在，因为生产成本和加工成本都很高，所以还无法量产。

期望材料制造商降低材料成本。我们的研究所致力于降低加工成本，即“提高材料产量”和“缩短生产周期”，并已提交多项专利。

CFRP有什么样的加工法?

CFRP有很多加工方法，比如“热压罐成形”、“热塑冲压成形”、“RTM成形”等。

在热压罐成型中，利用了“热固性树脂和碳纤维复合材料，加热热固性树脂，使其固化的性质。具体做法是使用大型压力锅，用高温、高压成形。在飞机、新干线、赛车、人造卫星等宇宙技术中使用的CFRP大部分零件都是用热压罐成形法加工而成的。

在“热塑性压塑成形”中，利用“热塑性树脂和碳纤维复合材料，热塑性树脂加热后就会变得柔软”的性质进行压塑成形。具体来说，首先从CFRP薄片切成预定的形状和尺寸，然后将它们叠起来压成一块板，然后将“CFRP板”加热，用模具压成想要的形状。

所谓“RTM成形法”，是将碳纤维配置在密封模具内部，通过施加压力使树脂充满模腔，通过加热固化而成型的方法。

碳纤维项目组主要进行“热塑性模压成形”的实验和研究。

关注热塑性模压成型的原因

目前通过热固化的主流成型方法在应用于汽车工业时需要较长的成型时间，并且在这方面，热可塑有着可行性。此外，热固性研究已在各大公司进行。作为后来者，我们的目标是热塑性模压成型。

此外，考虑到广岛的公司的发展，如果是模压成型，则可以原样使用与汽车部件用模具相关的传统设备。

碳纤维项目团队开发出以下技术

1.提高中间材料的冲击吸收性的办法

CFRP一般是在碳纤维中加入树脂而制成的称为预制的片状中间材料。在那个时候，我们开发了能更可靠地附着热塑性树脂和碳纤维的制造技术。通过这个可以期待CFRP的冲击吸收性的提高。

2.为了减少材料的浪费

将薄片状的中间材料层叠起来时，如果薄片状材料太大的话，很多部分会在成型后丢弃。通过将薄片做成细的带状，减少了原材料的浪费(右上图)。

另外，带状薄片是由工业用缝纫机发展改良而成的装置缝合而成(右图)。如果使用尼龙线加热熔化，就能很好地与树脂融合。

3.高速成形的办法

CFRP冲压成形。利用加热到超过树脂熔化温度的模具，对碳纤维薄膜进行冲压成形，然后冷却模具，取出成型产品。这种方法的缺点有两种，一是反复加热和冷却模具难以提高速度，二是模具表面产生的温度不均可能导致成型产品的质量下降。关于这个问题，和拥有高技术的中小企业共同探讨。通过在模具材料上巧妙地结合铁和铜，在加快加热、冷却工序的同时，实现模具表面温度的均匀化。

Pam-Form的必要性

在CFRP模压成型中，需要借助实验提升对材料特性的理解。但是，由于碳纤维价格昂贵，无法重复试验和错误。因此，PAM-FORM等分析软件很有用。

在CFRP中，纤维方向和垂直方向在材料特性上有很大差异。根据纤维方向不同，压模的褶皱也会不同，产品的特性也会受到纤维方向的影响。

纤维方向上的细微差异会导致结果上的巨大差异。仅凭推测是不可能的。虽然最终还是需要通过反复尝试和错误来寻找答案，但是在实际制作之前结合PAM-FORM和其他CAE软件来使用的话，能够达到一定程度的精简，可加速产品研发进程。 返回搜狐，查看更多