【原】CFRP在奥迪汽车白车身中的应用（二）：关键原料及成型加工过程

前文《CFRP在奥迪汽车白车身中的应用（一）：奥迪公司汽车轻量化发展战略与关键技术方案》中介绍了奥迪公司在汽车轻量化领域发展战略，并简要介绍了其成型技术优势，在此基础上本文继续论述奥迪公司如何在原材料实现成本控制，并介绍了汽车结构件轻量化详细加工流程。

5、汽车轻量化原料选择

5.1 碳纤维

在碳纤维复合材料中成本最高的是碳纤维材料，而为了从原材料有效控制成本，奥迪公司选择了ZOLTEK PX35规格50k的大丝束碳纤维，该型碳纤维前驱体采用纺织品级腈纶纤维，是市场上成本最低的碳纤维。

关于PX35碳纤维结构性能特点可以参阅本公众号文章《一文解析日本东丽-Zoltek公司PANEX35碳纤维的特性及应用》。

为了防止碳纤维价格变动对后续成本上影响，因此奥迪公司与日本东丽-ZOLTEK签署了长达7年的长期价格承诺，从而有效遏制了碳纤维成本增加。

5.2 树脂

树脂基体选用了陶氏化学VORAFORCE™ 5300环氧树脂，其最主要特性在于可以实现超快速固化，在120°C高温环境下处理90-120s便可以实现固化，而且加工黏度<20MPas。

其具体成型工艺可以选择树脂传递模塑成型（RTM）或者湿法热压成型，流程图如下图所示。

5.3 胶黏剂

在胶黏剂选择了陶氏化学BETAFORCE™ 9050M结构胶，改性胶黏剂具有较高的伸长率和模量，其中高伸长率可实现较高的能量吸收度，而高模量可保证所需的刚度。

该结构胶可用于粘接碳纤维和有涂层的钢和铝，如可应用于车顶、全碳纤维车身、或车门等悬挂类部件。在室温环境可以实现固化，而热环境下可以加速固化。

6、固化成型工艺优势分析

传统标准的RTM工艺在大型结构件、快速注射成型以及较低工作压力三种优势里面只能满足两种，而奥迪公司创新Ultra-RTM工艺可以使三者性能优势完美结合。

奥迪公司通过创新的注射和压制过程控制，在极低的模腔压力环境下实现了超快速固化树脂对复杂零件的渗透。而且Ultra-RTM技术可以使用效率更高的液压机以及非常坚固的工艺生产相同质量的产品，制备结构件中碳纤维含量高达50-55％。

7、加工流程

奥迪A8碳纤维复合材料后壁生产流程如下图所示，奥迪公司通过工艺优化和自动化加工，最终使得CFRP后壁结构件总重下降50%，而且在结构件生产过程中实现全流程的机械化和自动化，有效降低生产成本。

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