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宝马汽车:碳纤维车身制作技术

时间:2023-08-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:为此,宝马利用一种特殊的喷水切割机对这种部件进行加工,在水流的喷射下形成下一步加工所需的黏接面。由于Life模块的碳纤维强化塑料结构几何融合性高,其车身部件的数量只相当于普通钢制车身的三分之一,整个基本架构只由大约150个碳纤维强化塑料组件组成。为此,采用宝马研发的独一无二的车身连接工艺,将各个部件在不接触的情况下拼合为相互之间形成精确设定的黏合缝,以便在黏合工艺完成后达到最佳的车身刚性。

宝马汽车:碳纤维车身制作技术

第1步:碳纤维

碳纤维生产的起点是从石油中提取的一种名为聚丙烯腈的白色纤维。在经过高达1300℃的高温和在多种压力条件下的复杂工艺处理后,其中纤维的各种构成要素会通过汽化被逐一剔除,最终只留下几乎纯碳组成并具有稳定的石墨结构的7微米的纤维。仅7微米的纤维直径相当于人类头发直径的十分之一。由于纯碳是黑色的,碳纤维丝也呈黑色。之后再将约5万根这样的单丝捆绑成所谓的粗纱或纤维束,之后再将纤维束加工成特殊的纤维织物。

第2步:预成型

首先,用一种加热工具使裁剪下来的碳纤维编织物具有稳定的三维形状。然后,多个这种预制的预成型坯件就可以组装成一个较大的部件。这样就可以生产出大面积的车身部件,这是用铝合金材料或钢板很难实现或者以高昂的成本才能实现的。

第3步:树脂固化

在预成型之后,下一个工艺步骤就是利用树脂传递模塑(RTM)工艺在高压下进行树脂固化。此时,在高压下将液态树脂注射到预成型坯件中。首先使碳纤维与树脂连接起来,然后进行固化,从而使这种材料具有刚性和优异的性能。由于采用了自动化的生产工艺,就不必在锅炉里进行十分费时的固化处理,这一点与普通的碳纤维强化塑料部件人工操作生产工艺不同。(www.xing528.com)

第4步:精加工修整

接下来的工艺步骤就是精加工,包括将部件轮廓裁剪整洁以及钻出缺失的开口。为此,宝马利用一种特殊的喷水切割机对这种部件进行加工,在水流的喷射下形成下一步加工所需的黏接面。与碳纤维强化塑料车身部件相反,在生产传统采用钢板材料的侧车架时,必须连续将多个内部和外部的钣金部件焊接拼合起来。

第5步:黏合车身

莱比锡工厂新建的车身制造车间,将碳纤维强化塑料复合组件拼合起来。这样就制造出Life模块的基本结构。由于Life模块的碳纤维强化塑料结构几何融合性高,其车身部件的数量只相当于普通钢制车身的三分之一,整个基本架构只由大约150个碳纤维强化塑料组件组成。在使用碳纤维强化塑料制造车身时,既没有拧紧螺纹联接件或铆接时所发出的噪声,也没有焊接时飞溅的火星,只使用最先进的黏合技术,并且实现了,100%的自动化。为此,采用宝马研发的独一无二的车身连接工艺,将各个部件在不接触的情况下拼合为相互之间形成精确设定的黏合缝,以便在黏合工艺完成后达到最佳的车身刚性。

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