预浸料增强热成型钢共固化制备“hybrid B柱”

（a）hybrid B柱  （b）热成型钢毛坯首次成型    （c）预浸料预制体与金属毛坯匹配

图1 BMW New 7 series hybrid B柱实物图

预浸料因其工艺实施灵活，制备方法（热溶法）质量稳定可靠，可根据产品使用载荷工况，可选择高强、高弹模、高韧的纤维，耐高低温、耐光照老化、耐酸碱腐蚀、耐候性等热塑热固树脂，被广泛应用于航空航天领域。目前，中国航天主承力结构使用是第二代T800量级碳纤维，根据使用温度不同，树脂开发出环氧、氰酸酯、双马及聚酰亚胺体系等。理论上讲，固化后树脂基复合材料纤维体积含量为60%，力学性能最优，所以通常预浸料纤维体积含量为57%。当然，复合材料制品的力学性能不仅仅由纤维体积含量决定，还由制品固化度、空隙率、纤维贡献率等多因素决定。

新7系的hybrid B柱采用预浸料增强热成型钢工艺，零件供应商是Hexcel Austria (Neumarkt)，树脂是Hexcel自己开发的HexPly M77环氧体系，固化制度为160℃/1.5min。碳纤维织物由西格里碳素集团（SGL Carbon SE）提供。截止2019年5月份，宝马持有SGL Carbon SE 18%的股份，这就是为什么宝马i3、i8及inext系列车型使用的都是西格里的碳纤维织物。同样，西格里并没有像Toray开发各种规格的纤维系列产品，只为宝马“私人订制”。

碳纤维与热成型钢之间存在电势差，相比之下，金属更容易失去电子被腐蚀。此外，碳纤维和热成型钢在热涨系数上差一个数量级，经高温到室温冷装配状态存在较大残余应力。针对以上问题，结合高强钢成型工艺特点，宝马在碳纤维和金属件之间添加固态环氧胶膜，形成弹性耗散隔离层，巧妙解决两大难题的同时，利用热成型余热完成共固化装配，提高子总成装配效率。此工序中的压机与湿法模压的压机没有区别，但是前预热设备、后处理设备大不相同。如图1所示，两个预制体和预热后的高强钢毛坯完成匹配，实现一次压制完成左右B柱成型。较之前的纯金属B柱结构，预浸料增强热成型钢hybrid B柱具有更高的抗冲击性能，减重2公斤。

 吉林省华阳新材料研发有限公司 孟凡壹 供稿

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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。

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