碳纤维作为轻质高强的代言“材料”被广泛 应用于航空航天，又因价值不菲被誉为黑黄金。如何将其合理应用于批产的汽车工业，实现轻量化与成本的平衡，宝马给出了解决方案。在“新7系”车型中实现多种碳纤维创新应用方案，首创高强碳纤维内核车身构架“carbon core”，集碳纤维、高强钢、铝合金多种结构材料于一体。其中，碳纤维增强复合材料应用于顶横梁、侧边梁、底部侧围、中央通道、B柱及C柱补强板等结构零件，与上代车相比，整车实现减重130Kg，如图1所示。

图1 BMW New 7 series白车身效果图

新7系白车身共16个复合材料零件，占白车身总零件数量3%，重13公斤，涉及4种工艺：高压-树脂传递模塑（HP-RTM）、湿法模压（WCM）、碳纤维SMC、预浸料-热成型钢共固化。本文结合产品对两种最具有特色的成型工艺（高压-树脂传递模塑、预浸料-热成型钢共固化）进行阐述：

高压-树脂传递模塑（HP-RTM）制备“侧边梁”

图2 BMW New 7 series 侧边梁实物图

高压-树脂传递模塑（High Pressure-Resin Transfer Molding，简称HP-RTM）工艺是将预制体放入闭腔模具内，通过高压注射完成树脂对预制体的浸润渗透，快速升温固化的批产工艺，生产节拍大概3-5min每件。HP-RTM能够实现3D复杂结构成型，技术关键是预制体制备，预制体在预制体成型模具上成型，往往模具是分体分块的，采用分区域不同步压制方式，避免织物成型时起皱、撕裂；成型后通过针刺式或者吸盘式机械抓手将预制体转移到高压注射模具中，此步骤技术关键是要保证预制体定位准确且紧贴模具型面，避免在压制过程中出现剐蹭滑脱；此外，高压注射模具腔内的压力由压机平衡，所以压机吨位、注胶压力、模具台面相匹配。

新7系的侧边梁环向中空、壁厚均匀，发挥封闭环形截面惯性矩优势。成型工艺的技术路线非常前沿，预制体采用三维编织工艺制备，由欧洲知名复合材料织物生产企业SGL Kümpers提供，是除宝马外唯一掌握三维编织预成型量产技术的公司。此工艺设备核心部位是由一个可绕轴心旋转圆筒段和均布在圆筒外径处的多个纱线筒组成，纱线筒每2个1组，短程扭摆运动形成编织，圆筒环向旋转运动形成缠绕，芯轴由机械手抓取，以固定速度和轨迹运动，使芯轴缠绕编织部位永远停留在圆筒轴心处。SGL Kümpers以此项技术作为基础，与EADS-IW (Innovation Works，Munich，Germany)合作为A350-XWB开发编织型机身框架，并获得2010年JEC自动化领域创新奖，如图2所示。

HP-RTM工艺设备系统包括三个关键部分：压机、注胶机、模温机，三者是通过压机上的控制系统实现联动，其中，核心部件是注胶机的高压注射头，国内尚不能独立制造，依赖进口。主流设备供应商有康隆、迪芬巴赫、克劳斯玛菲、舒勒。新7系的侧边梁高压注射成型是在BMW Landshut工厂完成，使用的是克劳斯玛菲（KraussMaffei Technologies GmbH）高压产线。

 吉林省华阳新材料研发有限公司 孟凡壹 供稿

更多复合材料在汽车领域应用，可前往第七届全国交通运输领域复合材料科技会议（NCCT-7）现场了解。

会议日程（拟）

会议形式

1.论文征集：会前征集论文、技术报告、工程应用案例等汇编成册。优秀论文经专家及编辑评审合格，可直接录用并发表在《复合材料学报》（EI检索）。

2.特邀报告：针对复合材料及交通运输领域企业应用的重点问题，从原材料、设计、工艺、装备、应用等复合材料全产业链及交通运输领域各个方面邀请报告提出应用单位具体需求。

3.分会场：会议期间，针对航空分会场、航天分会场、轨道交通分会场、海洋与船舶工程分会场、汽车新能源分会场、土木工程（道路与桥梁）分会场等5个领域的重点问题，由中国复合材料学会分支机构牵头，组织相关行业人员进行探讨交流。

4.技术创新奖：评选“2019年度交通运输领域复合材料技术创新奖”并颁发证书，具体评选办法将另行通知。

5.展览展示：会场设置交通运输领域复合材料行业科研或工程成果宣讲展示专区，形式包含海报（科研论文、工程案例、产品宣传等）、实物产品、模型、多媒体展示专区等，促进成果转化与应用；展台大小约为4平方米。所有需要张贴海报、展示产品/模型/样机的参会代表请提前与会务组联系提供相关需求。

6.参观考察：会议期间组织参观当地交通领域复合材料企业。

报名方式：扫描下方二维码填写信息预报名即可享受早鸟优惠价

联系方式

    中国复合材料学会秘书处

    联系人：陈晶磊 186 0063 6634

                 潘雨薇 186 0064 3455

    邮箱：cscm-exhibition@csfcm.org.cn