単一のプリフォームから成形された複雑な自動車構造部品

スティーブン・ムーア 2022 年 11 月 15 日

Cannon Tipos は、Coriolis Composites と協力して、ネットシェイプに近い乾燥プリフォームの高速かつ正確な高圧樹脂トランスファー成形 (HP-RTM) を実現しました。 この部品は、コリオリの特許取得済みの自動ファイバー配置 (AFP) テクノロジーを使用して製造されています。

Coriolis Composites は、AFP ロボット機器および機械の供給における世界リーダーです。これにより、複雑な幾何学的表面であっても、材料の無駄を最小限に抑えて、さまざまな方向で連続または不連続の繊維を敷設することができます。 同社は、航空宇宙や自動車などのさまざまな産業分野向けに、複合部品の乾式繊維機能化プリフォームを製造するための独自のプロセスを開発しました。

「HP-RTM 金型内の複数のプリフォームを多大な労力をかけて正確に位置合わせする必要に代わって、高度で費用対効果の高い人工プリフォーム技術が登場したのは、ここ 10 年のことです」と、テクノロジーおよび R&D マネージャーの Andrea Castelnovo 氏は述べています。大砲ティポス。 「コリオリの AFP プロセスを通じて開発された革新的なほぼネットシェイプの乾燥プリフォームと、鏡面仕上げに研磨された当社の鋼金型、および高圧注入機と射出装置は、ローカル向けの複雑なボディ・イン・ホワイト構造部品の実現に役立ちました。単一のプリフォームを使用した、迅速かつ簡単なプロセスでの強化であり、高い生産性と持続可能なコストを実現します。」

AFP 2D ドライ プリフォームは、繊維体積分率 (FVF) が 55% の最適化された繊維配向の一方向 (UD) 不織カーボン繊維層 (280 g/m2 プライ) で構成され、最終部品で優れた機械的特性を実現します。高速硬化エポキシ樹脂システムと互換性のある独自の結合技術を組み込んでいます。 プリフォームの機能化により、成形性、浸透性、トリミング (3D ウォータージェットによる) が向上し、ネットシェイプの輪郭が得られ、全体のスクラップが 50% 削減されます。

Castelnovo 氏によると、2D プリフォームはツール内に 30 秒で配置され、その後オーブンで加熱されて 1 分のサイクル時間で 3D 形状に成形されます。 「実際の HP-RTM プロセスのサイクル タイムは 3 分で、250,000 個の部品の生産を検討しています」と彼は付け加えました。

Cannon Tipos は、最大 120 バール (1,740 psi) の圧力に耐えられるように鋼製金型を設計し、それによって微細孔を回避しました。 一定の温度を 2°C 以内に維持して、樹脂と硬化剤の最適な反応を確保し、注入段階での逆圧を最小限に抑え、洗い流しや気泡を避けるために真空時間を最大限に高めます。 さらに、高度に研磨されたキャビティは、コリオリのプリフォーム技術で得られる最終成形品の表面の美しさを最大限に活用します。

結果として得られる量産用の BIW 局所構造部品は、認定試験を受けています。 この製品は 20 秒のタクト タイム (顧客の要求を満たす製品を完成させるのに必要な速度) を持ち、最大 80% の重量削減を実現しながら、既存の [金属] ソリューションと比較して同等の機械的性能を示します。

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