利用CFRP開發出高剛性汽車車門之輕量化技術

 

刊登日期:2018/2/1
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日本JFE Steel公司與三菱化學共同以多材料化(Multi-Material)概念開發了一項汽車車門的輕量化技術。新技術利用碳纖維強化塑膠(Carbonfiber Reinforced Plastics;CFRP)製零組件對車門板的拉伸剛性(Tensile Rigidity)予以補強,並使其達到薄型化。經測試可知,若將一般厚度0.6 mm的鋼材製門板置換成厚度0.5 mm的情況,拉伸剛性平均提高了14%,且進一步減輕了12%的重量。採用此技術將可望降低成本並達到輕量化之目的,JFE Steel也計畫將此輕量化技術推廣應用於量產車種。

新開發的輕量化技術是採用了JFE Steel獨家的拓樸學(Topology;或稱位相幾何學)最適化技術進行設計,並以三菱化學的碳纖維片狀模塑料(Carbon Fiber Sheet Molding Compound;CF-SMC)成形技術製作出碳纖維強化塑膠部材後,將其接著於車門板內側,以因應薄型化後造成拉伸剛性降低。且為了維持車門板的品質並同時要薄化門板厚度,研究團隊便將碳纖維強化塑膠零組件製作成縱橫交織的蜘蛛網狀結構。透過新技術的採用,相較於厚度0.6 mm的車門板,厚度0.5 mm加上碳纖維強化塑膠零組件最多可以提高61%的拉伸剛性,並減輕了450克的重量。為了實現更進一步的輕量化,研究團隊也將利用樹脂等輕量化材料進行混搭、複合應用,擴大在多材料構造方面的開發。

 


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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